随着现代科学技术的快速发展,在航空、汽车、医疗等产业对复杂曲面零件的加工精度及表面粗超度要求更高,五轴数控加工刀具刀位姿态可以跟随所加工曲面灵活变化,加工效益优异,因此在高端技术制造中五轴机床对复杂曲面的加工有着很大优势。五轴加工过程中切削力直接影响加工零件的加工质量和加工效益,而未变形切屑厚度和切削力系数对切削力影响较大,是精确建立切削力模型不可忽视的重要因素。目前,大多数研究都是针对三轴数控机床加工过程切削力以及球头铣刀加工切削力模型的研究,由于五轴加工真实刀刃轨迹较为复杂,对于环形铣刀五轴加工研究却较少。本文主要以环形铣刀在五轴数控加工中未变形切屑厚度建模、切削力系数辨识及切削力预测进行研究,论文主要研究工作如下:(1)针对五轴中前倾角、侧偏角造成切削力方向和大小变化的问题,根据环形铣刀切削刃几何形状,建立了五轴加工铣削过程中刀齿实际运动轨迹的三维摆线模型;在全局坐标系下进行了几何建模。(2)基于刀齿实际运动的三维摆线模型,描述相邻刀齿在刀具工件接触区前后表面形成的一对切削厚度控制点,建立了切削刃不同位置的未变形切屑厚度模型,分析前倾角,侧偏角及每齿进给量对未变形切屑厚度的影响规律;推导了刀具存在变形下真实刀刃轨迹方程,建立了刀具变形下未变形切屑厚度模型,分析了刀具变形对未变形切屑厚度的影响规律。(3)运用两种方法对切削力系数进行了辨识,一种是基于平均切削力法进行切削力系数的求解,另一种是基于机械模型的切削力系数识别方法,通过单次水平切削实验,得到切削力系数曲线,最后通过最小二乘法拟合,得到了瞬时加工切削力系数。(4)建立了五轴加工过程切削力精确模型,运用MATLAB软件进行仿真及实验对其进行了验证。