五軸球頭銑削加工表面形貌預(yù)測與實驗分析.pdf

1、近些年來，隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，以汽車、航天航空、機器人等行業(yè)為代表的復(fù)雜曲面零部件對于表面質(zhì)量和加工工藝的要求越來越高，它們無一例外采用數(shù)控銑削加工完成。為了獲得理想的表面質(zhì)量，達到產(chǎn)品要求的表面粗糙度要求并提高工廠的加工生產(chǎn)效率，必須選擇采用合理的切削加工參數(shù)。因此，在實際生產(chǎn)之前對加工后的工件表面進行形貌仿真和粗糙度預(yù)測便是一種行之有效的手段。
　　為了達到上述目的，本文在大量相關(guān)文獻的基礎(chǔ)之上利用 Matlab編程首先建

2、立了一套完整的表面形貌仿真與粗糙度預(yù)測模型。該模型首次從球頭銑削刃的數(shù)學方程出發(fā)，利用坐標系矩陣變換的手段，準確的描述了整個刀具切削運動的實際過程，最終建立了工件坐標系下刀具掃掠面的數(shù)學模型。隨后，本文基于Z-map的思想提出了一種改進的表面形貌仿真算法，該算法利用VC++實現(xiàn)，可以避免求解繁瑣的非線性方程組，提高了仿真效率和運算精度，并以此為基礎(chǔ)進一步計算出了加工后工件表面的粗糙度。在這個仿真模型中，切削進給率、行距、刀軸傾斜角度、刀

3、具跳動等各種加工參數(shù)被全面考慮在內(nèi)。為了驗證該仿真預(yù)測模型的正確性，本文對加工后工件的表面形貌及粗糙度值做了詳細的加工實驗驗證，實驗結(jié)果表明該模型是非常準確的。
　　為了使本論文的研究工作得到實際的應(yīng)用價值，本文還基于iSIGHT搭建了一個仿真試驗設(shè)計平臺，通過該平臺利用析因設(shè)計的試驗方法全面了探究了切削進給率、行距、刀軸傾角、刀具徑向跳動各切削參數(shù)對表面粗糙度的影響，運用統(tǒng)計學中方差分析的手段詳細分析了零件表面形貌和粗糙度的主要