五軸球頭銑削加工表面形貌預測與實驗分析.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