1、在現(xiàn)代模具生產(chǎn)中,自由曲面所占的比例不斷增加,塑件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設計及外形設計也日趨復雜,而且還要保證高的制造精度和表面質(zhì)量,這些都對模具加工技術(shù)提出了更高要求,因此研究自由曲面表面形貌預測對模具制造具有重要的理論及實際意義。
　　 本文在建立球頭銑刀銑削力預測模型、銑削過程簡化模型、刀具刃線表達式的基礎上,建立了高速數(shù)控銑削表面形貌創(chuàng)成模型,并進行了如下主要研究:
　　 (1)球頭銑刀銑削力預測模型的建立。在將刀具簡化為一

2、個懸臂梁結(jié)構(gòu)的基礎上,根據(jù)刀具銑削力與切削負載之間的經(jīng)驗公式,綜合考慮刀具偏心、力變形和熱變形,推導出三維進給狀態(tài)下瞬時切削厚度表達式,建立了球頭銑刀銑削力模型并進行仿真。
　　 (2)表面形貌創(chuàng)成模型的建立。運用圖形矩陣變換原理求出切削刃上任意點的運動軌跡方程,得到刀具運動包絡體;在考慮刀具安裝偏心、刀具受力及受熱變形對走刀路徑的影響的基礎上給出了走刀路徑變化圖;拓展保留最小Z值法到自由曲面加工,通過Boolean(布爾代數(shù))

3、運算,得到了自由曲面加工表面創(chuàng)成模型,并給出了仿真流程圖。
　　 (3)用Matlab仿真軟件對所建立的預測模型進行仿真。首先對球頭銑刀銑削力模型進行仿真,得到球頭銑刀三個相互垂直方向的銑削力Fx,Fy,Fz隨時間的變化曲線并分析了仿真結(jié)果;最后對表面形貌仿真模型進行了仿真試驗,以壓氣機葉片為研究對象,在Ansys環(huán)境下分析切削速度νc、刀具加工傾角ξ和軸向切削深度αp分別對其表面粗糙度的影響,并對試驗曲線和仿真曲線進行了比較分