随着制造业的发展,数控加工零件的设计越来越复杂且加工精度要求越来越高。其中带有倾斜面和曲面的零件比较复杂,3轴加工方法难以满足加工效率与精度的要求,因此需要使用5轴方法加工,但同时5轴数控加工也带来了一些问题: 1.对于倾斜面,使用传统方法加工的算法复杂且数控编程难度大。且在不同斜面上加工相同图形时却需要反复编程,代码段数多,数据传输负荷大。2.对于自由曲面的加工,使用5轴联动方法,在高速加工中,当曲率变化过快时,由于旋转轴伺服驱动本身的限制会造成进给速率减小且产生抖动。此时加工效率提升困难且影响表面光滑度。针对以上5轴加工方法的不足,本文基于定轴加工的思想设计了一种适合三种典型结构5轴机床的3??轴加工方法。3??轴加工中线性轴和旋转轴之间不联动。这种方法可以提高3轴加工方法对复杂零件表面的加工能力和效率,同时还能够避免5轴联动加工的一些固有的尚未解决的问题,例如曲率变化过快时速度的减小和非线性误差等。本文分别针对倾斜面和自由曲面两种加工表面进行讨论。首先,本文对三种典型5轴机床的结构进行分析,并对相关的运动学模型进行了研究。其次,本文对倾斜面的加工方法进行设计。在倾斜面上设定特性坐标系,把空间编程问题转化为平面编程问题。再次,本文设计了自由曲面的3??轴路径规划算法。包括对适合3??轴加工的刀触点的求解,刀轴方向的计算。最后,对以上方法进行实验验证,对相同曲面分别使用3轴、5轴和3??轴方法的加工结果进行比较分析。本文所设计的方法简单、可靠,能够简化加工中的数控编程,并满足现代数控系统对高效率、高精度的需求。