切削力准确预测有助于优化铣削加工参数、提高效率,在五轴加工中,不同形状刀具的切触区高效计算是预测切削力的核心难题之一.为此,提出了一种基于距离场的”等效运动+自适应八叉树”方法,实现了五轴加工通用刀具切触区高效计算.基于距离场和八叉树方法对工件表面进行初始化并存储,构建通用刀具的表面距离函数;提出了计算材料去除后工件表面的等效运动法,避免了刀具扫掠体计算,大幅提升材料去除仿真效率;建立了基于距离函数的刀具-工件切触区域面片提取方法,采用STL切片方法获取刀具微元上的边界点并计算切入切出角;基于机械力模型计算瞬时切削力.材料去除仿真、切削力预测功能集成于自主开发的数控加工仿真与优化软件TurboCut,通过与ModuleWorks、ACIS B-rep的仿真对比以及切削实验结果验证,表明本文提出的方法能够实现高效切触区域计算和切削力预测.切削力准确预测有助于优化铣削加工参数、提高效率,在五轴加工中,不同形状刀具的切触区高效计算是预测切削力的核心难题之一.为此,提出了一种基于距离场的”等效运动+自适应八叉树”方法,实现了五轴加工通用刀具切触区高效计算.基于距离场和八叉树方法对工件表面进行初始化并存储,构建通用刀具的表面距离函数;提出了计算材料去除后工件表面的等效运动法,避免了刀具扫掠体计算,大幅提升材料去除仿真效率;建立了基于距离函数的刀具-工件切触区域面片提取方法,采用STL切片方法获取刀具微元上的边界点并计算切入切出角;基于机械力模型计算瞬时切削力.材料去除仿真、切削力预测功能集成于自主开发的数控加工仿真与优化软件TurboCut,通过与ModuleWorks、ACIS B-rep的仿真对比以及切削实验结果验证,表明本文提出的方法能够实现高效切触区域计算和切削力预测. 机械工程学报