【摘 要】
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数字化仿真技术在制造业中作为重要的环节,对产品的加工质量有着重要的影响。该技术的使用大大提高了制造业的加工效率,增加了产品的质量。五轴铣削加工中铣削力仿真技术作为数字化仿真技术的一种,也是研究者研究的热点之一。五轴铣削加工中影响加工质量的因素众多,但多数是由铣削力引起的,然而五轴加工中铣削力的准确模型与有效的仿真手段,目前还没有比较成熟的方法。针对此类问题,本文做了以下研究:1.本文建立了球头刀的
【基金项目】
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国家面上科学基金项目“叶片高速铣削的刀具-工件交互过程阻尼和非线性动力学研究”（项目号:51775211）； 国家重点研发计划（变革性）项目“大型复杂构件多机器人装备智能协同加工理论与方法”（项目号:2019YFA0706700）；
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数字化仿真技术在制造业中作为重要的环节,对产品的加工质量有着重要的影响。该技术的使用大大提高了制造业的加工效率,增加了产品的质量。五轴铣削加工中铣削力仿真技术作为数字化仿真技术的一种,也是研究者研究的热点之一。五轴铣削加工中影响加工质量的因素众多,但多数是由铣削力引起的,然而五轴加工中铣削力的准确模型与有效的仿真手段,目前还没有比较成熟的方法。针对此类问题,本文做了以下研究:1.本文建立了球头刀的几何模型与球头刀铣削刃的计算模型。并在该模型基础上推导了球头铣刀的运动模型。2.基于所建立的球头刀的模型与铣削刃计算模型,本文结合铣削微元理论,提出了用于计算瞬时未变形铣削厚度的微元点矢量法,获得了刀具任意铣削微元的瞬时未变形铣削厚度。本文基于边界表示法（B-rep）并结合拓扑图形的数据结构,通过布尔运算计算出刀具/工件的铣削区域。在建立球头刀的瞬时未变形铣削厚度与铣削区域的基础上,推导了五轴加工铣削力的计算模型。并进行铣削力系数实验,证明了该模型的有效性。3.计算机仿真技术是提高生产的重要手段之一,为了适应更加复杂的模型仿真,本文基于OpenCASCADE内核在Visual Studio 2017平台下开发了用于五轴加工铣削力仿真的软件。该软件可通过导入Brep文件或Step文件并结合生成的CLS刀轨文件,可进行五轴加工铣削力的加工仿真。
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