基于刀具跳动误差的五轴侧铣加工精度预测模型构建
2021-01-14余杭卓秦圣峰丁国富付建林
计算机集成制造系统 2020年12期
关键词:模型
余杭卓,秦圣峰,2,丁国富+,江 磊,付建林
(1.西南交通大学 机械工程学院先进设计与制造技术研究所,四川 成都 610031;2.英国诺桑比亚大学 设计学院,纽卡斯尔 NEI 8ST 英国)
0 引言
五轴侧铣加工是指采用圆柱形、鼓形或其他形状铣刀的侧刃对工件进行铣削的加工方式。在加工过程中,刀具沿预定刀位轨迹运动,刀具回转形成的包络体与已加工表面成线接触,由切触线扫掠形成直纹面[1]。因此,如果刀具的刀位运动轨迹存在误差或刀具—工件接触轮廓存在误差,将导致零件表面产生加工误差。机床几何误差、装夹误差、热误差等会导致刀具运动轨迹偏离理想位置[2-4],刀具回转产生的跳动、刀具变形和磨损等会导致刀具回转轮廓误差[5-7]。因此,考虑多种误差源建立综合误差预测模型,实现加工精度的预测并进行误差补偿,是五轴数控加工技术精度控制的重要手段[8]。
许多学者针对五轴机床几何误差展开研究,分析了平动轴和转动轴运动中产生的多项误差,基于多体运动理论和齐次坐标变换建立了加工误差预测模型,并提出了补偿方法[9-12]。在此基础上,Zhang[3]、Weng[13]增加了机床热误差并建立了新的预测模型,这些模型有效地提升了加工误差预测精度。Arizmendi[5]针对侧铣加工刀具跳动对加工表面形状误差产生的影响展开研究,建立了表面形貌预测模型。模型中诸如刀轴线偏移量、倾角和偏心角等跳动参数的确定很关键,Arizmendi等[14]提出一种基于铣削力模型计算跳动参数的辨识方法。……
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