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多轴球头铣削加工可避免刀具干涉和多次装夹,极大地提高了加工效率,被广泛地运用于复杂构件的加工制造领域。表面形貌是加工表面完整性的重要组成部分,受到很大的关注,特别是其表征及分析方法。本文用分形理论、功率谱密度和小波方法,对多轴球头铣削模具钢H13表面进行了分析,并研究了摩擦系数的变化规律。研究了加工参数对表面分形维数的影响,结果表明：绝对值较大的单一偏角、0°倾角、复合倾角在315零转角附近时,分形维数较小。主轴转速较高n=12000rpm时分形维数最大。ap=0.1mm和0.5mm时分形维数最大,ap=0.2～0.4min时相对较小。随着ae和fz的增大,加工表面的分形维数先增大后减小。功率谱密度分析结果表明,单一偏角绝对值较大时,主导频率集中在较低频率,单一偏角较小时受ae和fz引起的主导频率影响显著。n较大时,相对高频因素占据主导地位。随着ap的增大,主导频率无规律可循。不同ae和fz引起的空间频率成分在功率谱密度图中有很好的对应关系。用小波方法对球头铣削表面进行了频段成分的分离与重构,分析了加工参数对各频段粗糙度的影响。结果表明：单一倾角变化对中、低频段的影响较大,倾角较大时低频振动较多。复合倾角变化时,对低频段表面粗糙度影响较大。随着n的增加,高频段表面粗糙度有增加的趋势。不同ap加工表面对高频表面粗糙度影响较小。ae和fz的变化对中频成分表面粗糙度的影响最显著。研究了不同加工参数球头铣削表面的摩擦系数,结果表明：刀具姿态会对进给和间歇进给两个方向的摩擦系数造成影响。0°角和绝对值较大的单一倾角其摩擦系数相对较小。复合倾角刀轴转角315°时两个方向的摩擦系数最小。高速加工表面的摩擦系数相对更小。随着ap的增大,两个方向的摩擦系数先减小后增大。较大ae和fz条件下加工表面的摩擦系数均较大。摩擦系数的变化受表面二维粗糙度的影响。