铣削γ-TiAl球头立铣刀几何角度优化设计

钛铝合金具有良好的物理和力学性能,在航空航天及汽车领域具有广泛的应用前景。由于其高温强度高、导热率低及室温脆性等特性,加工时存在切削力较大、切削温度高等问题,是一种典型的难加工材料,因此开发一款针对该种材料加工的球头立铣刀具有十分重要的意义。本文通过三维有限元仿真技术,以降低铣削力和铣削温度为优化目标,求得球头铣刀前角、螺旋角和后角三个几何参数的最优组合;分析这三个几何参数对切削力和切削温度的影响,实现刀具几何参数的优化设计。

平行砂轮磨削球头立铣刀后刀面的轨迹算法研究

针对磨削球头立铣刀周刃偏心型后刀面的工艺参数化定义不完善,由砂轮姿态突变导致的后刀面磨削宽度不均匀等问题,提出了一种球头立铣刀后刀面采用平行砂轮加工的磨削轨迹算法。该算法首先建立了一种具有齿偏中心量的球头立铣刀刀刃曲线模型,根据模型结构对相关坐标系及其转换关系进行了定义。随后,在描述砂轮姿态的坐标系下构建了砂轮初始磨削姿态模型以及对其工艺参数进行了定义,并根据转换关系对砂轮磨削姿态进行了统一表达。最终,算法的验证通过仿真及实际加工环境进行,并通过测量仪器对后刀面相关参数进行了测量,算法的可行性及准确性得到了进一步验证。

“S”形刃球头立铣刀的研究（Ⅰ）──数学模型

在分析球头立铣刀刃磨方法的基础上，建立了“Ｓ”形刃球头立铣刀前、后刀面以及切削刃的数学模型．模型的建立对“Ｓ”形刃球头立铣刀几何参数的分析及优化、切削机理的研究、刃磨参数的选择以及刃磨装置的设计都将具有理论意义；对加快“Ｓ”形刃球头立铣刀的国产化制造具有实用价值．

可转位球头立铣刀端刃几何造形

建立了平装可转位球头立铣刀端刃几何造形的数学模型，利用该模型可计算出刀体上刀片槽的加工调整参数、刀片圆弧半径以及铣刀几何角度沿切削刃的分布。

球头立铣刀的数控刃磨加工

本文阐述了刀具“等螺旋角”的概念，介绍了采用六轴五联动数控万能工具磨床刃磨球头立铣刀的加工工艺及砂轮轨迹的计算。

“S”形刃球头立铣刀的研究（Ⅲ）──刃磨参数分析

在已建立数学模型的基础上，根据建模时的刃磨方法，推导了刃磨参数与结构参数及设计参数的关系式；分析了刃磨参数的变化对设计参数的影响．对“Ｓ”

新型球头立铣刀刃磨加工研究(Ⅰ)

提出了一种运动关系简明、刃磨加工调整参数较少的球头立铣刀前刀面加工数学模型,同时对球头立铣刀前刀面刃磨参数进行优化,保证了球刃前刀面与周刃前刀面的光滑连接和良好的“S“形刃形。

砂轮姿态对锥度球头立铣刀前刀面刃带宽度的影响研究

以Solidworks为开发平台,基于锥度球头立铣刀前刀面的磨削加工运动关系,开发出锥度球头立铣刀前刀面的磨削仿真加工系统,分析了砂轮姿态对锥度球头立铣刀前刀面刃带宽度的影响。

S形刃球头立铣刀的数学模型

建立了S形刃球头立铣刀内前刀面、外前刀面及螺旋后刀面、平面后刀面的数学模型。该模型的建立为球头立铣刀刃磨参数选择及刃磨装置设计具有重要的作用。

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。

锥度球头立铣刀磨削加工数学模型研究

针对锥度球头立铣刀的几何特征,根据锥度球头立铣刀的成型原理,利用微分几何的基本原理,研究了锥度球头立铣刀前后刀面的刀刃曲线建模方法,设计了一种新的锥度球头立铣刀刀刃曲线,并借助Visual Basic语言,利用SolidWorks软件对所设计的刀刃曲线进行了建模和验证。为锥度球头类刀具的进一步设计提供了理论方法和依据。

砂轮姿态对锥度球头立铣刀前角的影响研究

以Solidworks为开发平台,基于锥度球头立铣刀前刀面的磨削加工运动关系,开发出锥度球头立铣刀前刀面的磨削仿真加工系统,分析了砂轮姿态对锥度球头立铣刀前角的影响。

砂轮磨损对锥度球头立铣刀前角的影响研究

基于直柄球头立铣刀前后刀面的磨削加工运动关系,推导出锥度球头立铣刀前刀面的磨削加工运动关系,以SolidWorks软件为开发平台,利用Visual Basic 6.0进行二次开发,开发出锥度球头立铣刀前刀面的磨削加工仿真系统和刀具参数分析系统,从而模拟加工出锥度球头立铣刀的前刀面,得出较为理想的刃形曲线。然后分析了砂轮直径磨损对锥度球头立铣刀球刃前角和周刃前角的影响,用以指导锥度球头立铣刀的实际生产。

面向加工特征的小直径螺旋球头立铣刀切削力模型

在Bayoum i的广义螺旋铣刀几何模型基础上,建立了小直径螺旋球头铣刀的刀具前刀面几何模型和切削力模型;通过将特征概念引入数控加工过程,提出了球头刀加工时的“爬坡”与“下坡”等加工特征的切削力模型求解方法;最后通过实验对比验证了刀具切削力模型的有效性。

S形刃球头立铣刀的数学模型

论述了S形刃球头立铣刀螺旋角及诱导导程的物理意义,建立了螺旋角及诱导导程的数学模型.通过该模型,分别建立了柱面上、球面上和锥面上球头立铣刀的等导程螺旋线的数学模型.然后根据加工时前刀面的成形运动,分别计算了圆柱和圆锥球头立铣刀球头部分的刃底曲线数学模型.模型的建立对球头刀具的设计及加工提供了参考依据.

五轴磨床加工球头立铣刀轨迹建模研究

根据现有的五轴数控磨床刃磨运动的特点,运用几何学与运动学原理,以正交螺旋型刃口曲线为基础,建立了砂轮加工球头立铣刀前刀面、后刀面的刀位轨迹模型,即包括砂轮中心与轴线矢量模型。该研究为实现在现有的磨床上加工或修磨球头立铣刀提供了理论基础,也为其他类似磨床进行刀具加工的研究提供参考。

虚拟数控加工中球头立铣刀三维显示技术研究

在现有的数控仿真软件中,球头铣刀常被简化为圆柱体,虽然能够模拟加工路线,验证NC代码的正确性,但模型的几何信息不能被瞬时提取,也不能被物理仿真所利用。针对上述缺点,建立了球头立铣刀螺旋线方程,利用VC++和OpenGL建立了支持参数库的球头立铣刀几何模型。

砂轮磨损对球头立铣刀制造误差的影响研究

球头立铣刀是加工复杂高精度曲面的重要刀具。在磨削加工球头立铣刀的制造过程中,随着磨削时间的增加,砂轮会出现磨损,球头立铣刀的刃形曲线会随之发生变化。文章以SolidWorks为开发平台,基于球头立铣刀前刀面的磨削加工运动关系,利用Visual Basic语言进行二次开发,开发出球头立铣刀前刀面的磨削仿真加工系统和刀具参数分析系统,分析了砂轮磨损对球头立铣刀刃带宽度和刃形曲线的影响。分析结果可为实际加工过程提供理论指导,有助于制定正确的磨削制造工艺,并为后续制定正确误差补偿策略提供重要指导。

圆锥球头立铣刀的CNC磨削模型及工艺

复杂形状刀具结构上的复杂性导致了磨削加工的复杂性。利用圆锥球头立铣刀这一典型复杂形状刀具 ,对其圆锥部分和球头部分的刀刃曲线的连续性进行了分析 ,然后对刀刃结构和加工特性进行研究 ,再利用 Frenet标架来确定砂轮的摆放姿态 ,实现利用活动坐标系控制机床坐标的插补进给 。

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 。