数控机床作为高端高科技产品被更多地应用到航空航天、能源、机械制造等行业,其智能化、高速化以及不断完善的监测功能,大幅度地增加了机床的加工精度以及加工效率。其优异的复杂曲面轮廓加工精度和五轴加工特性,使得数控机床成为促进国民经济发展的重要装备。为了更好地提高数控机床加工复杂曲面的轮廓精度和表面加工质量,需要对造成零件表面加工误差的来源进行分析和监测,并通过采取一定的补偿措施来抵消、均化加工误差。对于薄壁件而言,由切削力引起的弹性变形已成为影响零件表面加工精度的重要因素。本文以环形铣刀为切削刀具,对由切削变形引起的薄壁件表面的加工误差进行了预测和补偿研究,并提出了两种薄壁件切削变形误差补偿方法。方法一的具体内容如下:(1)利用有限元(ABAQUS)软件获得一定切削厚度下的切削力,并分析和预测每个刀位点处的切削变形;(2)根据切削力和切削变形值,建立切削力和变形误差的关系模型;考虑补偿量和变形误差的耦合关系,建立切削力和误差补偿量之间的迭代关系,通过修正切削深度获得最终补偿值。方法二的具体内容如下:(1)利用有限元(ABAQUS)软件模拟三位铣削加工过程,分析和预测工件发生弹性变形前后背吃刀量、侧吃刀量与前倾角的变化,建立其几何关系;(2)考虑背吃刀量、侧吃刀量与前倾角的变化对切削力产生的反馈作用,得出其弹性变形的迭代计算公式,从而得到最终的补偿值。最后,本文对基于切削力模型的薄壁件切削变形误差补偿算法进行了仿真验证,并与单次误差补偿方法进行对比分析,验证了此方法的有效性和可行性。