为了对铣削加工工艺进行优化,有效提高加工质量,从优化铣削工具和优化工艺参数两方面入手,在选用环形铣刀的基础上,选取铣削速度、进给量和铣削深度作为优化参数,表面粗糙度作为响应指标,通过响应曲面法设计实验,利用方差分析法对实验数据进行处理,并建立模型分析影响显著性以及参数间的交互作用。结果表明:环形铣刀比球面铣刀加工效果好,且在铣削速度为147.31 m/min、进给量为0.13 mm/r、铣削深度为2.04 mm时,表面粗糙度为0.74μm,加工质量最优;表面粗糙度线性效应的影响显著性为:铣削速度>进给量>铣削深度。

在五轴加工中,由于刀具位姿的不断变化,在每一个刀触点时工件所受的切削力也是不断变化的。为了能够在动态切削时实时检测工件所受的力,首先对环形铣刀的瞬时切削力进行了几何建模,接着建立了瞬时切削力与环形刀具在每一时刻的刃倾角和侧偏角之间的关系模型;从而在五轴加工中可以通过调整刀具位置姿态来控制铣刀对工件的力,避免切削干涉和工件变形的发生。