加工精度是数控机床最重要的技术评价指标,直接决定了所加工产品的质量。评价机床精度的方法有多种,常用的方式是进行机床精度测试件试切。鉴于现有机床精度检测试件在五轴联动数控机床动态精度检测上的不足,中航工业成都飞机工业(集团)公司发明了一种“S”形检测试件。该试件具有扭曲角、开闭角、薄壁、曲率不连续等特性,能较好检测五轴机床动态加工精度,得到国内外广大机床用户的认可。基于“S”件机床检验方法在机床动态精度检测方面的重要性,为进一步推广应用,很有必要对“S”件的测试方法进行普适性的研究,扩大该方法的适用对象与范围,促使其成为一种国际行业标准。影响机床加工精度的因素有很多,为了使“S”件的检验结果更能集中、明显地反映出机床的动态精度状况,增加检验过程的可操作性和结果的可比性,必须尽可能地排除或降低造型方法、数控编程、加工工艺参数等非动态因素的影响。本论文从这一点出发,从确保“S”件造型的唯一性和固化加工工艺参数等方面,进行了如下分析与研究:1.针对“S”件展开数学分析,计算其直纹面开闭角、扭曲角、曲线曲率等几何特征,证明“S”件几何特性与机床精度检测之间的相关性。对比分析“S”件在不同三维软件下的建模误差,明确建模软件及方法对机床检验结果无影响。2.进行“S”件加工工艺规划,制定加工工序卡片。数控编程得到“S”件刀路轨迹文件。推导双摆头五轴联动数控机床后置处理算法,构造后置处理器,导出“S”件加工后置程序。基于VERICUT环境,搭建数控程序虚拟加工仿真通用平台,实现“S”件的虚拟仿真加工。在型号为VMC25100u立式五轴加工中心进行铣削试验,测量“S”件加工法向误差与表面粗糙度,验证“S”件数控程序及仿真平台的正确性,并研究“S”件型面误差处理、分析和可视化技术。3.利用虚拟加工仿真平台,对比研究四种不同编程算法对“S”形检测试件加工理论误差的影响。运用有限元分析软件ANSYS分析“S”件在四种不同装夹方案下的变形及应力变化情况。设计正交试验研究背吃刀量、进给速度等工艺参数对“S”件加工理论误差的影响,为选择合适的加工参数组合提供技术支持。