虚拟铣削加工中加工误差的产生机理与仿真

摘要

加工误差仿真是虚拟制造的重要组成部分，在铣削加工过程中对加工误差的产生机理及其仿真的深入研究具有重要的理论价值和广阔的应用前景。基于该方向的研究，可以在实际切削加工前对零件的加工误差分布进行预报，为误差补偿和切削参数优化提供理论依据，并可作为NC程序优化的基础。
　　本文通过对球形立铣刀三轴联动数控铣削加工误差理论分析，找出数控加工过程中影响工件加工误差的因素，为数控加工误差的有效控制提供了系统的理论依据。并在切削过程未变形切削厚度分析基础上，运用几何分析法判断是否参与切削，基于切削力和切削负载的经验关系，建立了球头铣削过程切削力预测模型，将其运用到加工误差数学模型的计算中去。最后，依据铣削加工的特点，从刀架坐标系、主轴坐标系和工艺基准坐标系的角度分解影响加工精度的误差。在充分考虑机床几何(运动)误差、工艺系统受力变形、工艺系统热变形等对加工精度的影响的情况下，通过坐标变换将所有误差集中纳入工艺基准坐标系，采用齐次坐标变换法建立加工精度的预测模型。所建的加工精度模型具有开放性和实用性，已在实际数控铣削加工中得到具体应用。