数控加工仿真中螺旋立铣刀的建模

针对现有数控加工仿真中物理仿真功能不准确问题,讨论了满足物理仿真要求的刀具建模理论和方法;阐述了螺旋立铣刀的建模过程;提出了统一的立铣刀轮廓模型、精确的切削刃表达方法和粗略的刀具表面模型;建立了不同截面螺旋线的通用方程;并用计算机语言加以实现.此模型可为切削加工仿真过程准确提取铣刀瞬时切削刃的长度、切削点的坐标和局部刀刃的几何形状.

圆柱平底螺旋立铣刀动态切削力仿真与应用

采用瞬时刚性力模型进行平底螺旋立铣刀动态切削力建模,推导出铣削切削力系数辨识公式。在卧式加工中心HMC63上进行7075铝合金全齿铣削切削力测试试验,辨识出切削力系数,并利用MATLAB进行切削力数值仿真。对试验结果和仿真结果进行对比,结果表明切削力建模是有效的,能够较准确地预测铣削力,进行切削力的预测和监测,用于工件加工变形控制。同时切削力系数可以进一步进行切削稳定性分析,提高航空结构件的加工精度和效率。

基于物理仿真模型的螺旋立铣刀建模

加工过程仿真是验证加工程序正确性、预测加工过程表现及产品质量的一种有效手段,它由几何仿真和物理仿真组成。但是现今的CAD/CAM软件几乎没有提供实用的物理仿真功能。文章针对现有数控加工仿真中物理仿真的功能不准确的问题,提出了能满足物理仿真要求的刀具的建模理论和方法。在该理论的指导下,利用VisualBasic6.0和OpenGL建立了螺旋立铣刀支持参数库和铣刀模型,并成功的嵌入了天津大学数控铣床的仿真软件中。

螺旋立铣刀的动态切削力模型

以螺旋立铣刀为例,考虑切削厚度及切削宽度的变化以及切削过程中因激励而引起的动态切削位移,建立了动态切削力模型。为切削力的预报、仿真以及动态稳定性分析提供理论依据,具有理论研究及实用价值。

基于PRO/ENGINEER的螺旋立铣刀刀体建模

针对刀具生产企业在产品设计中仍然采用二维方法,效率低下且缺乏直观性的问题,创建了基于PRO/TOOLKIT参数化设计所需的可转位螺旋立铣刀刀体模型,应用PRO/ENGINEER软件对该类型刀具刀体进行三维建模,对于建模中的难点———刀片槽的建模提供了2种不同的解决方法并进行比较,所得模型已应用于参数化设计中。

通用螺旋立铣刀的力学和动力学模型（一）

在工业上使用各种形状的螺旋立铣刀。在航空和宇航、汽车和模具工业上，广泛使用螺旋圆柱、螺旋球头、圆锥螺旋球头、大圆角和专用立铣刀。每种铣刀的形状可能不同，但在每个刀刃切割点切削过程的力学和动力学是共同的。本文介绍工业上使用的大多数螺旋立铣刀的广义数学模型。立铣刀形状用绕参数包络包缠的螺旋槽建模。沿参数螺旋槽的刀刃点的坐标用数学表出。应用包含刀具和工件两者振动结构的纯铣削运动学，估计出每一切削点处的切屑厚度。沿和工件接触的每一切削刃进行积分，对任意立铣可预测出切削力、振动、尺寸表面粗糙度和颤振稳定性图。预测出的切削力、表面粗糙度和稳定性图，对于球头、螺旋锥球头和大圆角立铣，可证实本文提出的广义立铣分析方法的可行性。。

可转位螺旋立铣刀的参数化设计

在分析可转位螺旋立铣刀结构特点的基础上，利用大型工程软件Ｉ┐ｄｅａｓ的编程环境，讨论参数化设计的方法。在图形工作站上，仅需输入订货数据，即可实现可转位螺旋立铣刀的三维自动设计。

通用螺旋立铣刀的力学和动力学模型（二）

4模拟和试验结果 使用本文提出的广义方法,用各种刀具几何参数和材料,进行了超过300个切削试验.这里介绍螺旋和镶齿立铣实例,用以证明所提出模型的柔性.

螺旋立铣刀的铣削力建模

本文针对铣削加工中最常用的螺旋立铣刀,提出铣削力模型。通过利用Matlab仿真软件进行仿真,将仿真结果与实验测量结果对比,对提出的铣削力模型进行验证。该模型可以更好的预测加工过程中的铣削力,为更好地优化加工过程,提高加工效率奠定了基础。

硬质合金螺旋立铣刀修磨

在模具、军工、能源等行业各种产品的机械加工中，我们会经常用硬质合金螺旋铣刀，其优异的硬性，良好的切削性能，尽管各种新型刀具不断发展，硬质合金螺旋铣刀依旧在制造行业中仍占有一席之地。

硬质合金立铣刀螺旋槽ELID精密成型磨削试验研究

制造立铣刀过程中,磨削螺旋槽是关键工序,采用传统树脂结合剂砂轮磨削螺旋槽存在让刀、刃宽尺寸偏差大、加工效率低等难题。采用ELID磨削技术对硬质合金立铣刀螺旋槽进行精密成型磨削试验,设计二次回归通用旋转组合实验法,探究磨削工艺参数对硬质合金立铣刀螺旋槽刃宽尺寸的影响规律,利用DPS软件统计实验数据并建立数学模型,通过MATLAB软件优化得出最佳工艺参数组合并进行试验验证。试验结果表明,采用砂轮转速3188.40r/min、砂轮进给量1300μm/s、电解电压85V、占空比42.37%的参数对螺旋槽进行ELID精密成型磨削加工,有效解决了让刀问题,与相同粒度的树脂砂轮比,生产效率提高25%,刃宽尺寸偏差范围降低8%,偏差值保持在6μm以内。

螺旋立铣刀正交车铣轴类零件切削力建模分析

针对螺旋立铣刀无偏心或下偏心正交车铣轴类零件,研究了立铣刀圆周刃切除工件的切屑几何形状和切入切出角,沿铣刀轴向划分若干个微元体,对每个微元体建立瞬时切削力计算公式,并求积分得到瞬时正交车铣切削力预测模型,仿真分析正交车铣切削力.在车铣复合加工中心进行无偏心正交车铣切削力实验,将仿真结果和实验结果进行对比,验证了切削力预测模型的正确性.

立铣刀螺旋角大小对切削性能的影响

讨论了立铣刀螺旋角的大小与立铣刀切削性能的关系，通过对比实验分析了螺旋角大小对切削加工精度的影响．

基于OpenGL的立铣刀螺旋槽参数化建模系统研究

由于立铣刀螺旋槽是空间复杂曲面,现在建立的立铣刀模型一般是在商业三维软件的基础上进行二次开发,虽然能够建立完整的空间曲面,但是整个建模系统无法脱离商业软件运行,没有自主知识产权,不能进行软件应用的推广以及商业化比较困难。因此,文章根据商业三维软件构建三维图形的原理,通过使用底层图形库—OpenGL,在VC++的平台上,实现立铣刀螺旋槽参数化建模系统;分析了立铣刀螺旋槽包含的复杂曲线与曲面,针对螺旋槽特征,提出基于关键点的几何建模算法,建立了立铣刀螺旋槽的通用数学模型;并利用三角面片基元将关键点进行连接,实现立铣刀螺旋槽的空间模型的三角网格化,最终通过OpenGL渲染形成立铣刀螺旋槽可参数化模型。研究结果表明:基于OpenGL开发立铣刀的螺旋槽参数化建模系统稳定性好,兼容性强,并实现了其螺旋槽参数化直接建模,建模精度高,有效提高了刀具设计与建模效率,拥有独立的知识体系,可进行市场推广与其功能扩展。

不等螺旋角立铣刀的抗振性及设计研究

分析传统立铣刀工作时产生振动的原因,提出不等螺旋角立铣刀抗振原理。根据其结构特点,推导出不等螺旋角立铣刀在圆周方向上等分隔处的刃长的计算公式。通过瓦尔特机床公司tool-studio加工软件模拟铣刀的槽形截面图,验证了公式的正确性,并举例论述公式的应用。根据公式分析了立铣刀各刃等分隔的影响因素,并得出铣刀的直径、螺旋角和齿间夹角对立铣刀刃长的影响最大,从而提出不等螺旋角立铣刀结构设计的思路。为了验证不等螺旋角立铣刀抗振性,进行拐角铣削和侧铣对比切削试验,结果表明:与传统立铣刀相比,不等螺旋角立铣刀具有抑制振动和提高工件表面粗糙度的优点。

双螺旋内冷立铣刀排屑对孔加工质量的影响

针对高速螺旋铣孔产生的切屑滞留问题,采用CFD-DEM耦合数值模拟方法分析双螺旋内冷立铣刀的内冷孔直径、螺旋角及螺旋铣孔参数,并探讨了CFD-DEM耦合数值模拟方法应用在螺旋铣孔加工的可行性。数值模拟结果表明:良好的排屑效果可以提高孔的加工质量,较小内冷孔直径可以提高切屑颗粒的排出效率,而增大铣刀螺旋角会降低切屑的排出效率,加工时孔刀比(孔径比刀径)1.5的深孔为最优选择,研究结果可为优化双螺旋内冷立铣刀的结构参数提供参考。

一种改进的螺旋齿铣刀立铣切削力计算方法

计算铣削力是求解螺旋齿立铣加工动力学方程的一个重要的中间环节,普遍采用将刀具沿轴向离散成微元段逐个计算再求和的近似方法。基于线性切削力模型,通过变量替换将任意时刻判断刀齿是否进入切削区的窗函数从铣削力积分中消去,同时将铣削力积分上下限由整个轴向切入深度替换为实际进入切削区的刀刃段的方位角,得到可以直接计算的定积分。最后给出一种螺旋齿铣刀铣削力的解析计算表达式,在求解铣削动力学方程时能够简化铣削力的计算过程。仿真结果表明,该方法所需计算量与求解直齿铣削动力学方程相当,并且不存在刀具轴向离散导致的误差,能够有效提高螺旋齿立铣动力方程的求解效率。

后波刃立铣刀的设计、制造及砂轮型面修正

1引言 后波刃铣刀是在螺旋立铣刀的基础上，将前刃面或后刀面加工成波浪形螺旋面，使每个波形刃各点半径不等，相应的，对应点的几何参数（如前角、后角、刃倾角）也不相等，沿波形刃发生一定规律的变化。这样不仅可以改善加工过程的断屑能力，使切屑呈小月牙状，排屑顺利，而且减少了切削过程中切屑堆挤造成的塑性变形，降低了切削力，使切削过程比较平稳，刀具耐用度较高，为提高生产率提供了改善空间，在粗加工领域得到了广泛的应用。

可变径向切深下螺旋齿球头铣刀微细铣削(英文)

微细铣削加工是使用微型立铣刀在高主轴转速下制造微型元件的加工方式,分析切削力和加工稳定性对表征微细铣削加工过程起着重要的作用。提出一种数值分析的方法来研究螺旋齿球头立铣刀在可变径向切削深度下的微细铣削加工过程。首先建立了球头铣刀微细铣削的模型,并推导了切削力的计算公式;采用时域仿真的方法详细计算了螺旋齿球头立铣刀和平头立铣刀铣削加工的切削力,并对比了二者切削力仿真的结果;通过时域和频域研究相结合的方式详细分析了小径向切深下球头铣刀微细铣削的稳定性。最后,分析得到了Hopf-flip分岔,并深入对比和分析了不同加工条件下铣削加工的稳定性状况。