在五轴铣削加工过程中,球头铣刀被广泛应用于加工薄壁零件。薄壁零件中的直纹面形式又是最为典型的一种结构形式。在球头铣刀侧铣加工直纹面的过程中,会涉及到很多的参数,这些参数间互相影响,因此对该加工过程的分析比较复杂。铣削力是铣削过程中一个重要的参数,建立准确的铣削力模型,是研究刀具-工件系统,预防加工颤振和叶片变形的重要基础。首先,确定铣削力系数模型,然后进行铣削力系数表达式的计算,得出铣削力系数和刃口力系数表达式,运用正交实验,进行铣削加工实验,得出X方向、Y方向和Z方向铣削力时域波形图,得到线性回归方程,进行线性回归计算,得到X方向、Y方向和Z方向的铣削力线性回归方程,计算出切向、径向和轴向的铣削力系数和刃口力系数。其次,建立工件坐标系和刀具坐标系,然后对刀具坐标系和工件坐标系进行了矩阵转换,同时对刀具相邻的刀心点进行矩阵转换,之后根据分析得出的切屑厚度模型,建立切屑厚度矢量表达式,并利用刀具-工件坐标系变换关系以及不同局部工件坐标系间的变换关系,并关联计算两个刀具的刀心点,得到切屑厚度的解析表达式,最后利用Matlab软件对切厚进行仿真和分析。再次,在基于假设条件基础上,结合前两章得到的结果,对瞬时刚性铣削力进行了建模及计算,开发了球头铣刀侧铣加工直纹面铣削力仿真计算软件系统,最后使用本开发系统,对在不同的铣削条件下所计算得到的铣削力,进行了仿真计算并逐一做了理论分析。最后,通过插补计算,得到一条刀具轨迹路径上刀位点的坐标值,结合仿真系统计算程序,得到刀位点处的X、Y和Z方向的铣削力,对叶片上刀位点处的变形进行分析研究。