高速切削与五轴联动加工技术已经得到广泛的应用,并成为加工制造领域的研究热点。近年来相关研究多集中在刀具路径的规划方面,而针对五轴加工零件的表面形貌研究仍涉及较少。本文针对五轴高速铣削加工的特点,对工件的表面形貌特征展开定性定量研究。根据五轴高速切削表面形貌的生成机理,确定关键影响因素并建立仿真模型,探寻获得特定表面形貌特征的途径与方法。论文的主要研究内容如下:1.针对五轴高速铣削的研究进展,论述现阶段制造业对五轴加工的应用状况及需求展望,提出五轴加工零件的表面形貌的评定要求,探索建立五轴加工参数与表面形貌参数之间的映射关系的途径,确定五轴高速铣削表面形貌研究的方向。2.在五轴高速铣削条件下,通过三维表面形貌仪对工件表面形貌测量结果进行分析,结合Talysurf_CLI1000表面形貌测量中的图像与数值结果,依据ISO25178中对纹理特征和表面粗糙度相关特征的定义,重新描述五轴高速铣削表面的形貌特征。3.研究常用刀具加工五轴自由曲面时表面形貌的形成机理。对比分析球刀和圆鼻刀的结构特征和铣削过程,基于刀刃扫掠方式建立球刀五轴高速铣削的三维表面形貌仿真模型,并通过正交实验验证确定铣削深度是最主要影响因素,其次是铣削宽度。4.研究圆鼻刀在五轴自由曲面中的应用,通过实际铣削速度的预测模型确定刀具姿态、最大残留高度、进给速度与表面形貌之间的关系,并通过正交实验确定刀具前倾角是表面形貌的主要影响因素。5.对比仿真模型的计算结果与实验结果,总结在实际表面上获得所需表面形貌的方法以及刀具路径规划和切削参数的设定方案。