圆弧头立铣刀端齿前后刀面的磨削工艺研究
发布时间：2021-08-03 20:13
金属切削加工作为金属成形工艺中的材料去除加成型方法,在目前机械产品制造中占有非常大的比重。而刀具作为切削加工的主要工具,良好的刀具结构是充分发挥切削性能的关键。由于高速切削加工在各个新型领域的使用日益广泛,对刀具性能的要求也在逐步提升。本文在前人对立铣刀研究的基础上,以圆弧头立铣刀为对象,研究其端齿部分的刀刃曲线数学模型和磨削工艺算法模型。为了方便表达,本文均采用四阶齐次变换矩阵的形式对计算结果进行描述。本文的主要内容如下:（1）针对圆弧头立铣刀刀刃曲线各部分的光滑过度问题,以及端齿结构优化问题,本文提出了一种由圆弧回转面和空间柱面相交得到的圆弧刃刃线模型,以及具有齿偏和齿过中心量等结构的直线刃刃线模型。实现了直线刃线、圆弧刃线和周齿螺旋刃线的光滑连接,增加了圆弧刃线长度。（2）针对圆弧头立铣刀周齿与端齿前刀面的过渡问题,提出了磨削圆弧刃前刀面的砂轮刀位轨迹算法,以此实现了周齿与端齿前刀面的光滑连接。定义了一种切深磨削点轨迹曲线,可以同时约束圆弧前刀面的宽度和前角;定义了圆弧刃在平面中的瞬时前刀面,计算出瞬时前刀面中的砂轮磨削轨迹和姿态,经变换得到砂轮实际加工轨迹。（3）针对圆弧头立铣...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
整体式立铣刀具
西南交通大学硕士研究生学位论文第3页图1-2立铣刀工作部分结构根据刀具的端齿结构不同，可将整体式立铣刀分类成：无倒角平底端齿立铣刀、倒直角平底端齿立铣刀、球头端齿立铣刀以及圆弧头端齿立铣刀，如图1-3所示。a)无倒角端齿b)倒直角端齿c)圆弧头端齿d)球头端齿图1-3立铣刀端齿结构的分类作为本文的研究对象，圆弧头立铣刀通常用在加工具有转角结构的工件型腔中。当铣削加工中的工件圆弧转角部分时，在加工效率和刚性方面，圆弧刀优于球头立铣刀。在高速加工和高硬材料加工中，通常采用圆弧头立铣刀取代直角头立铣刀，以此避免刀刃部分产生破损，可以大幅增强刀刃的抗缺损性能。因此目前圆弧刀被大量使用在有圆弧转角的型腔结构加工和高强度材料的高速切削加工等工作中。1.3国内外研究现状用于高速切削加工的立铣刀具有结构复杂、特征参数繁多等特点，有较大的研究价值和意义。因此国内外学者对立铣刀的设计和制造进行了大量的研究，主要包括刀具的实体建模、磨削工艺方式和数字设计系统软件等方面。这里主要以本文所研究的圆弧头立铣刀为主要对象，从数学建模、磨削方法和现存问题等各方面对其研究现状进行描述。1.3.1圆弧铣刀的数学模型研究立铣刀的数学建模通常视为对其刀体上刀刃曲线的建模。立铣刀的刀刃曲线一般分为周齿螺旋刀刃曲线和端齿部分刀刃曲线，圆弧头立铣刀的端齿部分刃线又分为圆弧刀刃曲线和直线刀刃曲线。刀刃曲线是刀具前、后刀面及回转轮廓的交线，可以起
西南交通大学硕士研究生学位论文第3页图1-2立铣刀工作部分结构根据刀具的端齿结构不同，可将整体式立铣刀分类成：无倒角平底端齿立铣刀、倒直角平底端齿立铣刀、球头端齿立铣刀以及圆弧头端齿立铣刀，如图1-3所示。a)无倒角端齿b)倒直角端齿c)圆弧头端齿d)球头端齿图1-3立铣刀端齿结构的分类作为本文的研究对象，圆弧头立铣刀通常用在加工具有转角结构的工件型腔中。当铣削加工中的工件圆弧转角部分时，在加工效率和刚性方面，圆弧刀优于球头立铣刀。在高速加工和高硬材料加工中，通常采用圆弧头立铣刀取代直角头立铣刀，以此避免刀刃部分产生破损，可以大幅增强刀刃的抗缺损性能。因此目前圆弧刀被大量使用在有圆弧转角的型腔结构加工和高强度材料的高速切削加工等工作中。1.3国内外研究现状用于高速切削加工的立铣刀具有结构复杂、特征参数繁多等特点，有较大的研究价值和意义。因此国内外学者对立铣刀的设计和制造进行了大量的研究，主要包括刀具的实体建模、磨削工艺方式和数字设计系统软件等方面。这里主要以本文所研究的圆弧头立铣刀为主要对象，从数学建模、磨削方法和现存问题等各方面对其研究现状进行描述。1.3.1圆弧铣刀的数学模型研究立铣刀的数学建模通常视为对其刀体上刀刃曲线的建模。立铣刀的刀刃曲线一般分为周齿螺旋刀刃曲线和端齿部分刀刃曲线，圆弧头立铣刀的端齿部分刃线又分为圆弧刀刃曲线和直线刀刃曲线。刀刃曲线是刀具前、后刀面及回转轮廓的交线，可以起
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽轮机叶片六轴联动砂带磨削轨迹规划技术研究[J]. 马宇箭,唐小琦,陈吉红,杨建中. 中国核电. 2010(01)
[2]CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具[J]. 宾鸿赞,陈芳. 中国机械工程. 2008(12)
[3]五轴磨床加工球头立铣刀轨迹建模研究[J]. 陈逢军,胡思节. 制造技术与机床. 2007(05)
[4]先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术[J]. 刘战强. 航空制造技术. 2006(07)
[5]新型刃口的锥球头铣刀的虚拟制造模型研究[J]. 曲坤,唐余勇. 黑龙江大学自然科学学报. 2005(03)
[6]整体立铣刀的合理选用 第2讲 立铣刀头型与结构形状的选择[J]. 章宗城. 机械工人.冷加工. 2005(02)
[7]带角圆的锥面铣刀上等螺距刃口曲线[J]. 吕广明,薛渊,唐余勇. 黑龙江大学自然科学学报. 2004(02)
[8]Cutting edge curve models for equal pitch cutters and their applications[J]. 吕广明,王洪滨,唐余勇,彭龙刚. Journal of Harbin Institute of Technology. 2004(01)
[9]带角圆的圆锥形回转铣刀上的新型刃口[J]. 鲍青山,汪云涛,陈维方,唐余勇. 黑龙江大学自然科学学报. 2003(01)
[10]特种回转面刀具五联动数控磨削后处理算法[J]. 刘井玉,蒲红,胡晓平. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2002(03)
本文编号：3320258
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
整体式立铣刀具
西南交通大学硕士研究生学位论文第3页图1-2立铣刀工作部分结构根据刀具的端齿结构不同，可将整体式立铣刀分类成：无倒角平底端齿立铣刀、倒直角平底端齿立铣刀、球头端齿立铣刀以及圆弧头端齿立铣刀，如图1-3所示。a)无倒角端齿b)倒直角端齿c)圆弧头端齿d)球头端齿图1-3立铣刀端齿结构的分类作为本文的研究对象，圆弧头立铣刀通常用在加工具有转角结构的工件型腔中。当铣削加工中的工件圆弧转角部分时，在加工效率和刚性方面，圆弧刀优于球头立铣刀。在高速加工和高硬材料加工中，通常采用圆弧头立铣刀取代直角头立铣刀，以此避免刀刃部分产生破损，可以大幅增强刀刃的抗缺损性能。因此目前圆弧刀被大量使用在有圆弧转角的型腔结构加工和高强度材料的高速切削加工等工作中。1.3国内外研究现状用于高速切削加工的立铣刀具有结构复杂、特征参数繁多等特点，有较大的研究价值和意义。因此国内外学者对立铣刀的设计和制造进行了大量的研究，主要包括刀具的实体建模、磨削工艺方式和数字设计系统软件等方面。这里主要以本文所研究的圆弧头立铣刀为主要对象，从数学建模、磨削方法和现存问题等各方面对其研究现状进行描述。1.3.1圆弧铣刀的数学模型研究立铣刀的数学建模通常视为对其刀体上刀刃曲线的建模。立铣刀的刀刃曲线一般分为周齿螺旋刀刃曲线和端齿部分刀刃曲线，圆弧头立铣刀的端齿部分刃线又分为圆弧刀刃曲线和直线刀刃曲线。刀刃曲线是刀具前、后刀面及回转轮廓的交线，可以起
西南交通大学硕士研究生学位论文第3页图1-2立铣刀工作部分结构根据刀具的端齿结构不同，可将整体式立铣刀分类成：无倒角平底端齿立铣刀、倒直角平底端齿立铣刀、球头端齿立铣刀以及圆弧头端齿立铣刀，如图1-3所示。a)无倒角端齿b)倒直角端齿c)圆弧头端齿d)球头端齿图1-3立铣刀端齿结构的分类作为本文的研究对象，圆弧头立铣刀通常用在加工具有转角结构的工件型腔中。当铣削加工中的工件圆弧转角部分时，在加工效率和刚性方面，圆弧刀优于球头立铣刀。在高速加工和高硬材料加工中，通常采用圆弧头立铣刀取代直角头立铣刀，以此避免刀刃部分产生破损，可以大幅增强刀刃的抗缺损性能。因此目前圆弧刀被大量使用在有圆弧转角的型腔结构加工和高强度材料的高速切削加工等工作中。1.3国内外研究现状用于高速切削加工的立铣刀具有结构复杂、特征参数繁多等特点，有较大的研究价值和意义。因此国内外学者对立铣刀的设计和制造进行了大量的研究，主要包括刀具的实体建模、磨削工艺方式和数字设计系统软件等方面。这里主要以本文所研究的圆弧头立铣刀为主要对象，从数学建模、磨削方法和现存问题等各方面对其研究现状进行描述。1.3.1圆弧铣刀的数学模型研究立铣刀的数学建模通常视为对其刀体上刀刃曲线的建模。立铣刀的刀刃曲线一般分为周齿螺旋刀刃曲线和端齿部分刀刃曲线，圆弧头立铣刀的端齿部分刃线又分为圆弧刀刃曲线和直线刀刃曲线。刀刃曲线是刀具前、后刀面及回转轮廓的交线，可以起
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽轮机叶片六轴联动砂带磨削轨迹规划技术研究[J]. 马宇箭,唐小琦,陈吉红,杨建中. 中国核电. 2010(01)
[2]CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具[J]. 宾鸿赞,陈芳. 中国机械工程. 2008(12)
[3]五轴磨床加工球头立铣刀轨迹建模研究[J]. 陈逢军,胡思节. 制造技术与机床. 2007(05)
[4]先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术[J]. 刘战强. 航空制造技术. 2006(07)
[5]新型刃口的锥球头铣刀的虚拟制造模型研究[J]. 曲坤,唐余勇. 黑龙江大学自然科学学报. 2005(03)
[6]整体立铣刀的合理选用 第2讲 立铣刀头型与结构形状的选择[J]. 章宗城. 机械工人.冷加工. 2005(02)
[7]带角圆的锥面铣刀上等螺距刃口曲线[J]. 吕广明,薛渊,唐余勇. 黑龙江大学自然科学学报. 2004(02)
[8]Cutting edge curve models for equal pitch cutters and their applications[J]. 吕广明,王洪滨,唐余勇,彭龙刚. Journal of Harbin Institute of Technology. 2004(01)
[9]带角圆的圆锥形回转铣刀上的新型刃口[J]. 鲍青山,汪云涛,陈维方,唐余勇. 黑龙江大学自然科学学报. 2003(01)
[10]特种回转面刀具五联动数控磨削后处理算法[J]. 刘井玉,蒲红,胡晓平. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2002(03)
本文编号：3320258
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