刀具前刀面结构的仿生设计

随着制造业自动化水平的迅猛发展,刀具性能要求日益增高。大自然中,生物牙齿、爪子因生存需求不断进化,展现出省力、抗磨、抗冲击及高强度等特性。本文采用仿生设计,提出基于河狸牙齿曲线与微织构的前刀面结构。首先,根据河狸门牙生成前刀面准线曲线,并制作仿生曲线刀具;其次,在刀具前刀面制作微小凹坑。通过有限元软件仿真,发现仿生曲线刀具切削力下降15.9%,而仿生曲线微织构刀具下降5.29%,且切屑不易积累,减少了刀具磨损。

麻花钻前刀面的研究

麻花钻前刀面的螺旋槽形状的不同,直接影响着主刃的切削性能和加工刀具的轴向轮廓,结合麻花钻特有的几何特性,推导了一般情况下的麻花钻端截面方程和铣刀轮廓方程,并借助LabVIEW的数学工具包编写了相应的程序,在Pro/E中进行实体验证与理论完全吻合,为麻花钻精确建模和加工刀具的轮廓设计提供了一种新的方法。

插齿刀凸曲前刀面加工对刀方法研究

插齿刀凸曲前刀面磨削加工中,砂轮的初始位置直接影响插齿刀凸曲面的加工精度及齿形精度。采用对射型激光传感器设计了对刀方案,并设计制造了对刀装置,用于确定插齿刀凸曲面加工时砂轮相对于插齿刀的初始磨削位置。应用对刀装置进行了对刀实验,实验结果验证了对刀方案的可行性。应用加工的插齿刀进行了齿轮插齿实验,齿轮的检测结果表明,所设计的对刀装置能够满足插齿刀凸曲面加工需求。

异形凸曲前刀面硬质合金插齿刀设计模型的研究

从提高硬质合金插齿刀构形精度和抗崩刃能力的角度出发,提出了用异形凸曲前刀面代替传统的锥形前刀面的硬质合金插齿刀新构形方法,推导出新构形插齿刀异形凸曲前刀面的通用几何模型。

插齿刀凸曲前刀面磨削方法研究

针对新构形硬质合金插齿刀凸曲前刀面的构形特点,运用空间曲面族求包络面的运动学方法和理论设计了凸曲前刀面的加工工艺方案,确定了各坐标轴的位置和运动关系,开发了插齿刀凸曲前刀面专用加工设备。针对正弦波形凸曲前刀面求解了数控加工刀位特征点并进行了砂轮加工轨迹拟合,进行了模数为5mm、齿数为21的插齿刀凸曲前刀面磨削实验,实验结果验证了所设计的加工方法及开发的机床能够满足加工要求。对21个齿前刀面进行了变参数磨削,通过对实验结果的检测与分析,得出了相对稳定的表面粗糙度区域所对应的3个砂轮转速及进给量区间。

涂层刀具车削淬硬钢时前刀面摩擦系数的自组织特征

采用四种硬质合金涂层刀片对45和T10A淬硬钢两种材料进行了正交切削试验,通过所测得的三向切削力计算了前刀面平均摩擦系数,详细分析了前刀面摩擦系数随切削过程的变化情况,以及切削参数对摩擦系数的影响。结果表明前刀面摩擦系数随切削过程的进行迅速减小并趋于稳定,表征了涂层刀具切削淬硬钢时的自组织现象。

球头立铣刀端刃前刀面的刃磨仿真

以Solidworks为开发平台,对球头立铣刀端刃前刀面的刃磨过程进行仿真。建立了一套铣刀端刃前刀面的虚拟加工系统,通过刃磨参数优化,可实现端刃前刀面与周刃前刀面的光滑连接和良好的"S"刃形。模拟仿真发现端刃前刀面有一个很窄的刃带,分析了砂轮姿态对刃带宽度的影响。

球头铣刀平面型前刀面的几何模型和数控磨削模型研究

基于球头刀刃与螺旋刃在交点处应满足一阶连续的条件,推导出球头平面刀刃曲线及可与螺旋前刀面光滑连接的球头平面型前刀面几何模型;进而建立了球头平面型前刀面的数控磨削模型。磨削过程的软件仿真验证了上述模型的正确性。为实现复杂刀具的CAD/AM提供了方法模型。

磨削硬齿面插齿刀波形前刀面用凸轮设计、制造方法

锥基波形前刀面硬齿面插齿刀是一种硬齿面插齿刀的新构形刀具 ,其前刀面为非圆弧曲面。在建立了加工该前刀面用凸轮理论廓线方程的基础上 ,用最小二乘法对该廓线进行了圆弧拟合加工仿真 ,并进行了加工试验。试验结果表明 ,用该方法加工的锥基波形前刀面硬齿面插齿刀接近AA级标准。

凸曲前刀面硬质合金插齿刀齿形精度分析

分析了锥形前刀面硬质合金插齿刀齿形误差,提出一种凸曲前刀面硬质合金插齿刀并对二者的齿形精度进行了比较。为提高硬质合金插齿刀的抗崩刃能力,需要采用负前角的特殊设计;但负前角的绝对值越大,抗崩刃能力越强,齿形精度下降越快。而硬质合金插齿刀的凸曲前刀面设计可很好地解决这个问题。

凸曲前刀面插齿刀设计的参数化建模

随着硬齿面齿轮的广泛应用,插齿刀具技术的发展倍受关注。硬齿面凸曲前刀面插齿刀和传统插齿刀相比能够在保证构形精度的前提下有效提高刀齿的抗崩刃能力。利用CATIA软件对凸曲前刀面插齿刀进行参数化实体建模,进而实现实体刀齿的热-应力分析,以达到研究刀齿抗崩刃能力和优化几何参数的目的。

基于双锥砂轮的环面蜗轮滚刀前刀面成形方法

多头环面蜗轮滚刀通常采用螺旋槽,以降低刀齿负前角的绝对值、并均衡每个刀齿左右两侧的前角,从而提高滚刀的切削性能。由于环面蜗轮滚刀螺旋线上各处的螺旋升角不同,所以各个刀齿左右两侧的前角均衡问题更为复杂,鲜有螺旋槽前刀面的精确成形方法的研究。基于环面蜗杆专用数控机床,提出采用双锥砂轮磨削螺旋槽环面蜗轮滚刀前刀面的方法,根据齿轮啮合理论,建立由双锥产形面展成平面二次包络环面蜗轮滚刀螺旋槽前刀面的数学模型,给出每个刀齿两侧在分度环面螺旋线上的前角计算公式。算例计算结果表明:如果采用直槽滚刀,对应的前角在-19. 530 3°～19. 530 4°;通过合理的参数选择,可使得螺旋槽滚刀对应的前角在-8. 1°～7. 3°,有效减小了刀齿负前角的绝对值。对环面蜗轮滚刀螺旋槽进行仿真加工,并且在仿真软件中对前角进行测量,测量结果与计算结果相吻合,证明本文方法的正确性。

球头立铣刀前刀面形状的分析与计算

对球头立铣刀前刀面在法剖面和流屑剖面的形状进行了详细分析与计算 。

圆柱铣刀前刀面法曲率的计算

在保证设计法向前角的前提下，推导出了圆柱螺旋刃铣刀前刀面的法曲率计算公式，为高性能圆柱铣刀的制造提供了理论依据。

加工刀具前刀面夹具参数的计算

刀具前刀面的加工是刀具加工的关键,直接影响着刀具的切削性能,因为刀具的前刀面是由刀具的前角,刃倾角、主副偏角等构成的一个倾斜平面,这里采用取刀具前刀面上不共线的三点,应用坐标变换的方法,给出了计算加工刀头夹具参数的计算公式,便于刀头夹具加工过程的计算。

车刀前刀面影响刃磨强度的研究

由于断屑槽的存在,车刀前刀面的形状各不相同。对相同前角下不同形状的前刀面的刃磨强度进行分析,结果表明曲面形前刀面的刃磨强度比平面形前刀面的高。另外由于断屑槽分布在车刀的前刀面上,因此在刃磨时除了保证前角,还应保证断屑槽刃磨后的光洁度和尺寸。针对此问题,提出在磨削断屑槽时,将砂轮倾斜一个很小的角度的方法,可以保证断屑槽刃磨的尺寸和精度。

双圆锥前刀面插齿刀的设计

本文提出了一种双圆锥前刀面的新型插齿刀，它克服了标准括齿刀无法解决的采用合理切削角度与齿形误差增大之间的矛盾，从而使插齿生产率与精度都得到相应提高。

球头立铣刀前刀面法曲率分析

采用微分几何中的曲率分析方法对球头立铣刀前刀面上端刃法线方向和切屑流出方向的法曲率进行了详细的分析与计算 ,并给出了切屑流经前刀面时卷曲半径的计算方法。

PMAC在球头立铣刀前刀面刃磨加工中的应用

首先提出了球头立铣刀前刀面的加工数学模型,根据PMAC可实现多轴控制特点,设计了一台四轴联动的球头立铣刀专用刃磨设备,实验验证了球头立铣刀前刀面数学模型的正确性及刃磨设备的可行性。

球头立铣刀端刃前刀面的磨削加工方法及S刃的形成

本文介绍了球头立铣刀端刃容屑槽深为恒定值和逐渐减小时前刀面的两种磨削加工方法及Ｓ刃的形成，提出了在周齿螺旋前刀面与Ｓ刃刀面之间存在过渡表面的概念，以及找出了周齿螺旋前刀面与Ｓ刃前刀面不能光滑光顺连接的原因。