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摘要
在不考虑干涉碰撞情况下,五轴铣削加工可使得刀具轴线在相对于工件法矢方向实现任意的前倾角和侧倾角,即任意的刀具姿态,这为复杂曲面零件的高精度和高效率加工带来了方便和更多的可能性。而刀具姿态的变化会改变刀具与工件的切触关系,通过改变切削力影响成形误差。研究刀具姿态对成形误差的影响关系则尤为重要,尤其对于超高强度钢加工,其较大的切削负载可能产生更大的工艺系统末端偏离,从而导致更大的成形误差。为此,本文针对五轴铣削加工,研究了工件表面三维成形误差形成机理,建立其关于刀具前倾角与侧倾角的理论模型。然后,以300M钢这一典型的超高强度钢的五轴铣削加工为例,设计并开展了不同刀具姿态下的五轴加工实验,并搭建工件表面成形误差测量实验平台,应用此平台进行测量和数据处理,通过实验数据分析得到刀具姿态对300M钢加工表面成形误差的影响规律。研究结果丰富了超高强度钢多轴切削机理,并可为考虑刀具姿态优化实现工件表面成形误差控制提供支撑,以提高五轴铣削加工表面精度。
