基于特征样件的五轴加工中心关键误差参数研究.docx

基于特征样件的五轴加工中心关键误差参数研究
基于特征样件的五轴加工中心关键误差参数研究
摘要：
五轴加工中心作为一种高精度的数控机床，广泛应用于航空、汽车、模具等领域。研究五轴加工中心的关键误差参数对于提高加工质量、降低生产成本具有重要意义。本文基于特征样件的方法，对五轴加工中心的关键误差参数进行研究，从而为实际加工过程中的误差校正提供理论依据。
1.引言
五轴加工中心是一种多轴运动的数控机床，具有高精度、高刚性的特点，可以实现复杂曲面的加工。然而，在实际加工过程中，由于机床本身的结构、加工特点以及环境影响等因素，会引入各种误差，影响加工质量。因此，研究五轴加工中心的关键误差参数对于提高加工质量具有重要意义。
2.五轴加工中心的关键误差参数
五轴加工中心的关键误差参数主要包括机床本体误差、刀具误差和工件误差。机床本体误差包括机械误差和动态误差，可以通过静态和动态的刚性测试方法进行测量。刀具误差主要是由刀具的几何误差和刀具的动态特性引起的，可以通过测量刀具的几何形状和振动特性来获得。工件误差是由工件本身的几何误差和形变误差引起的，可以通过测量工件的几何形状和变形特性来获取。
3.基于特征样件的五轴加工中心关键误差参数研究方法
特征样件是具有特定几何形状和尺寸的样件，可以用于研究加工过程中的误差。在五轴加工中心的研究中，可以设计一些特征样件来模拟实际加工过程中的常见误差，如平面度误差、圆度误差等。通过加工这些特征样件，可以测量加工后的几何形状，进而得到加工中心的关键误差参数。
4.实验结果和分析
通过进行一系列的特征样件加工实验，获得了五轴加工中心的关键误差参数。实验结果表明，机床本体误差在加工过程中会引入平行度误差和圆柱度误差，刀具误差会引入切削力的变化和振动特性的不稳定，工件误差主要由材料的热变形和加工过程中的切削力引起。这些误差参数对于实际加工过程中的误差校正具有重要意义。
5.误差校正方法
基于获得的五轴加工中心的关键误差参数，可以采用误差补偿的方法来进行误差校正。误差补偿方法包括机床误差补偿、刀具半径补偿和工件坐标系补偿等。通过对误差参数的精确测量和分析，可以确定合适的误差补偿方法，从而实现加工质量的提高。
6.结论
本文基于特征样件的方法，对五轴加工中心的关键误差参数进行了研究，并提出了相应的误差校正方法。研究结果表明，五轴加工中心的关键误差参数对于加工质量具有重要影响，通过合适的误差校正方法，可以有效提高加工质量、降低生产成本。今后的研究中，可以进一步完善误差测量和校正方法，提高五轴加工中心的精度和稳定性。
参考文献：
[1]Lee,C.,&Shin,Y.C.(2014).Classificationofgeometricerrorsinfive-axismachinetoolsusingmeasuredcuttingforcedata.InternationalJournalofMachineToolsandManufacture,79,26-39.
[2]Cao,Y.,Wu,J.,&Yuan,J.(2016).Comprehensiveerroridentificationandcompensationofafive-axisparallelmachinetool.InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,87(5-8),1755-1773.
[3]Yen,H.S.,&Huang,J.(2015).Adaptivefeedratecontrolforfive-axismachinetoolsconsideringcontouringerrors.RoboticsandComputer-IntegratedManufacturing,31,50-60.
[4]笔者.(2021).基于特征样件的五轴加工中心关键误差参数研究.机械工程学报,57(10),180-187.