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他們提出了自由曲面非球頭刀寬行數控加工的幾何學原理和刀位規劃方法。五軸聯動數控加工的一大優勢在于通過調整刀具姿態，使得刀觸點軌跡線附近的刀具包絡曲面充分逼近設計曲面，從而顯著提高切削行寬。寬行加工包括局域高階密切和宏域曲率匹配兩種思路。對于自由曲面，已有理論僅支持二階密切加工，三階密切和宏域匹配的幾何學條件尚不清楚。單個刀位下能否計算刀具包絡面、刀軸軌跡調整如何影響刀具包絡面是困擾學界多年的難題，成為制約五軸聯動寬行加工潛力發揮的瓶頸。朱利民探明了接觸曲面間的相伴關系，由刀具包絡曲面與刀具曲面和設計曲面間的線接觸關系，建立了單個刀位下刀具包絡面局部三階估計的基本方程，發現了刀具包絡面與設計曲面在刀觸點的三階密切條件，進而提出了點接觸加工的三階密切法，與二階密切法相比，有效切削行寬提高一倍以上。