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目前国内外对平面加工表面形貌的预测模型研究较多,由于曲面模型的复杂性（尤其是无法用解析式表达的自由曲面）,对曲面加工表面形貌的预测模型研究极少。文章以自由曲面球头铣刀铣削为研究对象,综合考虑主轴回转偏心初始相位角、回转偏心振幅,轴向窜动的初始相位角、轴向窜动振幅等动态影响因素及铣刀齿数、加工倾角、径向切削深度、进给次数和每齿进给量等几何因素及加工参数对表面形貌的影响,建立适用于各类曲面（包括解析式曲面和非解析式曲面）的球头铣刀铣削三维表面形貌动态响应模型并进行了实例仿真。仿真结果可用于实际自由曲面铣削过程