[发明专利]一种复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法

权利要求书

1.一种复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100，建立单步分析标准有限元模型，建立有限元模型的约束条件，并提取标准有限元模型分析文件，进入步骤200；

步骤200，建立切削理论模型，确定复杂孔洞表面非切削区域的几何判断准则，进入步骤300；

步骤300，有限元网格节点预处理，确定切削循环采样k时刻切削位置，进入步骤400；

步骤400，第k次循环的切削力加载，确定k时刻切削位置处的瞬时切削力，进入步骤500；

步骤500，初始化k时刻有限元分析模型，将k时刻的切削力及相应的切削位置写入标准有限元模型分析文件，更新标准有限元模型分析文件，获得新的第k次循环步的有限元分析文件，进入步骤600；

步骤600，有限元分析，导入第k次循环步的有限元分析文件至有限元计算软件，计算k时刻切削位置处的加工变形，获得k时刻切削位置处的加工变形，进入步骤700；

步骤700，加工误差计算，提取k时刻循环步下有限元计算的加工变形量，获得k时刻切削位置处的加工残留误差，进入步骤800；

步骤800，判断是否所有待切削表面节点完成计算，如果否，则使k＝k+1，进入步骤300；如果是，则进入步骤900；

步骤900，将所有循环结束后获得的各切削位置处的加工残留误差集合转换为工件表面加工误差点云，通过点云后处理，获得表面加工误差云。

2.如权利要求1所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤100还包括将待加工工件的CAD模型导入有限元软件中划分网格，按照实际加工过程中的定位建立有限元模型的约束条件，并赋予材料属性。

3.如权利要求2所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤100中采用ABAQUS有限元软件，采用适用于复杂工件表面的六面体非规则网格将待测工件CAD模型网格化。

4.如权利要求1所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤200中，建立切削理论模型包括建立平面铣削切削刃上的三维切削力模型，以及刀具切削刃的切削轨迹几何模型。

5.如权利要求4所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤200中，切削刃上的切削力与瞬时材料去除量相关，各切削刃的轨迹由旋转和进给运动叠加确定。

6.如权利要求5所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤200中，非切削区域的确定采用工件边界几何和是否在有限元节点坐标集中共同确定。

7.如权利要求1所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤300中，将待切削表面的网格节点按切削先后顺序排序，采样k时刻切削位置对应第k个表面切削节点。

8.如权利要求1所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤500中，将步骤400中获得的k时刻的切削力及相应的切削位置通过MATLAB写入标准有限元模型分析文件，通过MATLAB更新标准有限元模型分析文件，获得新的第k次循环步的有限元分析文件。

9.如权利要求8所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤600中，k时刻切削位置处的加工变形通过MATLAB从有限元仿真的结果文件ODB中提取，并传递给MATLAB进行分析。

10.如权利要求1所述的复杂工件表面铣削加工误差的耦合数值仿真预测方法，其特征在于，步骤800中，循环加载结束条件为第k个表面切削节点为最后一个切削时刻的节点。