整体式立铣刀刃磨仿真技术研究现状与发展趋势

发布时间：2019-07-15 15:39

【摘要】：整体式立铣刀刃磨仿真是以立铣刀实际刃磨工艺为参考,构建数学模型,借助于计算机仿真实现立铣刀刃磨模型实时显示以及数控代码自动生成的技术,是提高整体式立铣刀研发效率和制造水平,提升产品整体性能和市场竞争力的最有效措施之一。整体式立铣刀刃磨仿真的研究内容主要包括刃磨过程数学建模和仿真系统软件实现两个方面。结合国内外研究现状,分析给出砂轮选型与数学建模,容屑槽刃磨、周刃后刀面刃磨、底刃前刀面刃磨、底刃后刀面刃磨数学建模以及刃磨仿真系统软件实施等方面的理论、方法、观点和成果。指出刃磨仿真系统未来的研究方向:刃磨模型精细化、刃磨仿真软件与参数化设计和切削仿真软件集成化、刃磨软件与工具磨床集成化。
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图片说明：邋（＾１邋（＂）邋＇邋Ｃ０ＳＶ＇＾１邋（“）邋＇邋ＳｉｌｌＶ‘邋Ｓｉ邋（＂））Ｔ邋⑴逡逑（／＃！逦１．２．２正向问题求解容肩槽刃磨模型逡逑底刃后刀ｍＪ逦正向问题主要是为了节省刀具试制成本，对刃逡逑ｆｆｌ邋ｌ栥式立铣刀主要刃磨工艺逦—＿行——１邋■邋＿外专家学逡逑者针对正向问题先后提出了三种求解模型：图形法、逡逑整体式立铣刀刃磨通常懫用标准金刚石砂轮，逦解析法及布尔运算法。逡逑砂轮型号主要包括１Ａ１型、１Ｖ１型以及１１Ｖ９型’逦（１）图形法。图形法主要根据空间几何相关理逡逑如图２所示［２］。以刀具刃磨部位为选型标准，＿砂轮论，将刀体、砂轮离散化，采用大量的离散点表达逡逑型号与统刀结构对应关系如表１所示［３］。当标准形容屑槽形状。以色列的ＫＡＬＤＯＲｍ、岕的ＫＯ［８］逡逑ＨＩＭ逦等髓状砂轮沿砂轮轴向方向离散为具有不同半径逡逑时’需要设１＋瓶用与槽翻枿的成灥轮。逦删盘，将}0频膝向离散为贿不同半径的逡逑１１Ｖ９＾逦圆筒，根据空间几何关系，得到加工过程中每个砂逡逑＼ｍ／＾／／／／Ａ——＾／／／／＾——ｖ／／／＾ｉ逦轮圆盘和铣刀棒料圆筒之间的交点，推导出容屑槽逡逑图２整体式立铣刀刃磨砂轮逦法截面方程，如图３所示。主要计算过程如下。逡逑
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图片说明：轮廓在固定坐标系中的表达式逡逑（ＭｘＡ邋｛邋？、逡逑ｊ邋＼逦ＭｒＴ邋：邋ＭｙＴ邋＝？＋邋＼邋．ｓｉｎＡ－ｒｚｒ邋．ｃｏｓＡ逡逑Ｍ邋ｚＴ邋Ｊ邋ａ２邋＋邋ｔｚｔ邋？邋ｓｉｎ邋Ａ邋＋邋Ｔ邋ｙＴ邋？邋ｓｉｎ邋Ａ邋＾逡逑逦Ｊ＼逦＼Ｊ逦②求公法线。根据式（１）求得砂轮任一点公法逡逑Ｍｎ＝＾ｒｘ＾ｆ邋（２）逡逑ｘ逦③假设槽型。设导程为ａ的等导程容屑槽方程逡逑厂／逦？ｗ（“ｗ，ｖｗ）＝（？严３Ｖ，Ｍ￣）Ｔ邋＝逡逑ｒ邋Ｕ邋００邋？邋ｃｏｓ邋ｖｗ邋－邋／２邋（Ｍ邋Ｊ邋？邋ｓｉｎ邋ｖｗ、逡逑图３图形法容屑槽计算模型逦ｙＫｔＯ．ｓｉｎｔ邋＋邋ｙ＾ｔＯ．ｃｏｓ、逡逑ｌｒ＼ｊ逡逑①根据离散的砂轮和铣刀模型表达式，求得逦ｗ逦ｙ逡逑砂轮与刀体的交点／冗坐标Ｏｃｉ？ｊ，邋ｙＲｊ，邋ｚＲｊ）逦④求相对运动速度。＾轮螺旋运动速度ｆ逡逑ｘＲｊ邋＝邋ＲＵｒｃ＿Ｒ）逦ＭＶＷ＾Ｔ邋＝（－Ｍｙｗ，Ｍｘｗ，ｋ）＂邋＝（－ＭｙＴ，ＭｘＴ，ｋ）Ｊ邋（３）逡逑ｙＲｊ邋＝ＲＵｒ邋ｓｍｉ＾Ｒｊ）逦⑤啮合原理可表示为逡逑（ｘＲｊ邋－邋Ａｊ邋／ｓｉｎ（ａｃ））２邋＋邋（ｙＲ）邋－邋Ｂ）２邋＝邋Ｒ／逦＂＂邋？邋ＭＶｗ，ｔ邋＝邋０逦（４）逡逑ｚｊｌ邋＝邋ｃ邋—邋（ｘＲ邋—Ａ）／邋ｔａｎ邋ａ逦将式（２）、（３）代入式（４），求得到接触线方程，逡逑夂ｎｎｆ进而对接触线方程进行螺旋变换，即可得到容屑槽逡逑②求螺旋面法截面方程，即与点ｐａ相对应的力￥逦．逡逑法截面上一点尸／叫坐标Ｃｘ／Ｗｊ，邋ｙＲＮｖ邋ｚ／Ｗｊ）（求解原逡逑理：此点为螺旋线和法截面的交点）逦１逡逑｜ＫＲｊ邋＝邋Ｃｊ邋—邋（Ｌ／２ｎ）（ｐＲｊ邋－｛ｘＲｊ邋－Ａｊ）ｌｔａｎ？ｃ逦ｙＺｊ逡逑［Ｋ
【作者单位】：山东大学机械工程学院;山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室;
【基金】：国家科技重大专项(2012ZX 04003-021) 山东省泰山学者建设工程资助项目
【分类号】：TG714

【参考文献】

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