球頭銑刀切削加工表面形貌預測與仿真.pdf

1、數(shù)控加工是現(xiàn)代工業(yè)中的標志性加工技術，在航空航天、運載工具、能源動力等領域的復雜曲面類零件加工中占據(jù)著主導地位。目前，傳統(tǒng)的數(shù)控加工方法大都將復雜零件的數(shù)控加工簡化為銑刀的柱面或球面銑削，忽略銑刀實際物理刃形、主軸旋轉、刀具擺動等因素對零件表面成形精度的影響，導致很難根據(jù)傳統(tǒng)的簡化殘差計算模型實現(xiàn)對加工表面精度的精確控制。本文主要圍繞這一問題展開研究，以期通過對復雜曲面加工過程的真實模擬，實現(xiàn)對加工表面形貌的準確預測，為加工參數(shù)的合理選

2、擇提供依據(jù)。
　　首先，建立球頭銑刀刀具坐標系，根據(jù)銑刀定螺旋角與刀刃刃口經(jīng)線之間的關系，建立刀具刃線的數(shù)學表達式。分析切削加工過程中刀具軸回轉偏心誤差產(chǎn)生的原因，在此基礎之上，建立相應的回轉偏心誤差模型?？紤]加工過程中刀具軸傾斜加工、刀具切削進給方式等工藝對工件表面形貌的影響。最后，建立球頭銑刀刃線上任意點相對工件運動的軌跡方程。
　　其次，在分析刀具刃線上任意點的運動規(guī)律以及刀具切削工件的過程之后，針對過往的研究在判斷刀

3、具切削刃與工件表面切削關系過程中需要使用數(shù)值逼近的傳統(tǒng)方法，提出首先利用Biharmonic樣條曲面插值技術獲取刀具切削刃加工過程中形成的空間掃掠包絡面，然后使用布爾運算判斷該掃掠面與工件表面法矢的切削關系，通過更新表征工件表面的數(shù)組，獲得工件加工完成之后的表面形貌。
　　文中為了驗證本文提出的球頭銑刀加工工件表面形貌預測模型的正確性，設計幾組加工實驗，通過比較實際加工實驗結果與計算機仿真預測結果，完成表面形貌預測模型的驗證。