自由曲面数控加工刀具的研究

对自由曲面数控加工中的刀具进行了较深入的研究。从刀具有效半径和切削速度的角度,对平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能进行了分析。提出了球头刀和平头刀的刀位计算方法,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。     

平头立铣刀在曲面数控加工中的分析

对平头立铣刀在自由曲面加工中的加工效率、切削性能和球头刀进行了较深入的比较分析,着重研究了平头铣刀加工曲面时的有效半径和切削速度。通过实例对在同样切削用量条件下平头立铣刀的加工效率与切削性能上的优势进行了验证。     

运用点涉法原理确定平头立铣刀三轴联动数控加工轨迹

针对现有的空间自由曲面数控编程系统和ＣＡＤ／ＣＡＭ软件只能生成球面刀三轴联动数控加工轨进的局限性，以及实际切削加工中较少采用球面刀，多用小直径平头立铣刀等非球面刀来替代球面刀在三轴联动数控机床上完成空间自由曲面的切削加工这一现状，本文根据点涉法原理推导出在空间自由曲面上生成平头立铣刀三轴联动数控加工轨迹的算法。只要给出被加工曲面的参数表达式，就可以利用该算法在被加工曲面上确定平头立铣刀的三轴联动数控加工轨迹。     

运用点涉法原理确定平头立铣刀三轴联动数控加工轨迹

针对现有的空间自由曲面数控编程系统和ＣＡＤ／ＣＡＭ软件只能生成球面刀三轴联动数控加工轨迹的局限性，以及实际切削加工中少采用球面刀，多用小直径平头立铣刀等非球面刀来替代球面刀在三轴联动数控机床上完成空间自由曲面的切削加工这一现状，本文根据点涉法原理推导出在空间自由贡面上生成平头立铣刀三轴联动数控加工轨迹的算法。只要给出被加工曲面的参数表达式，就可以利用该算法在被加工曲面上确定平立铣刀的三轴联动数控加     

自由曲面数控加工用刀具

从刀具有效半径和切削速度的角度,分析比较了球头立铣刀在三坐标和平头立铣刀在五坐标自由曲面加工中的加工效率与切削性能,提出了球头立铣刀和平头立铣刀的优化刀具尺寸,并对叶片曲面的刀具轨迹进行了仿真模拟。     

过渡曲面纵向加工无干涉刀具轨迹的生成算法

针对球头刀切削加工过程中效率低、被加工曲面光顺性差的问题,根据过渡曲面的特点提出一种偏转平头立铣刀在切削接触点的角度,沿过渡曲面纵向加工的方法。算法利用平头立铣刀实际切削半径随着偏转角减小而增大趋势,在实际切削过程中尽量减小偏转角,增大实际切削半径,同时保证不发生刀具干涉,生成无干涉刀位点数据,从而提高切削加工效率和表面光顺性。算法能够有效避免干涉而且所需走刀次数少,具有思想简单、编程实现简单的优点。     

砂轮磨损对球头立铣刀磨削加工误差的影响研究

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,随着磨削时间地增加,砂轮会出现磨损,球头立铣刀的刃形曲线会随之发生变化。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加工工艺,并为后续制定正确误差补偿策略提供重要指导。     

空间自由曲面非球面刀加工轨迹自动生成的新原理和计算方法

针对现有的空间自由曲面数控编程系统和CAD/CAM软件,往往只能生成球面刀加工轨迹,以及实际切削加工中极少采用球面刀,多用小直径的立铣刀等非球面刀来替代球面刀完成空间自由曲面的切削加工这一现状,提出了一个在空间自由曲面上生成非球面刀加工轨迹的新方法——点涉法。只要给定空间自由曲面的参数表达式,就可选用点涉法生成该曲面的非球面刀加工轨迹。     

球面刀在数控加工中的存在问题及改进方法

论述了球面刀在自由曲面的切削加工中存在的若干问题，着重分析了在三坐标数控机床上球面刀加工会导致自由曲面的几何形状误差以及改进方式，探讨了用平头立铣刀替代球面刀完成自由面切削加工的方法。     

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。     

空间自由曲面平头立铣刀数控编程中过切干涉的处理及算法

运用点涉法原理，针对平头立铣刀的特殊形状，提出了在空间自由曲面的数控编程中，如何处理刀具过切干涉曲面的算法，并给出了该算法在微机上的应用实例。     

工具磨床的数控改造

在铣削加工中,根据工艺不同,零件的制造常需要精密复杂刀具。球头立铣刀是加工三维曲面零件的主要刀具,在模具、汽车、航空航天等领域的生产中有着广泛的应用,它的质量好坏直接影响到加工对象的表面质量、精度及加工效率。由于表面几何形状复杂,球头立铣刀的刃磨通常需要在五轴     

高速铣削球头立铣刀加工倾角的研究

球头立铣刀铣削曲面时,刀具轴线与工件曲面法线之间的夹角对工件表面质量及刀具寿命有着重要影响,在扼要介绍高速铣削对球头铣刀要求的基础上,通过对球头铣刀刀具轴线和工件加工表面之间的倾角研究,得出了调整刀具和工件之间的加工倾角,有效改善切削条件的策略,对高速铣削参数以及刀具切削路径的优选具有一定的指导意义.     

基于正向杜邦指标线的五坐标侧铣加工

为实现叶轮类零件的多坐标侧铣加工,通过引入正向杜邦指标线,利用鼓锥形刀对自由曲面的五坐标侧铣加工进行研究。针对具有严格凸切削刃的侧铣加工刀具,提出不发生局部干涉的充要条件是切触点处刀具曲面的正向杜邦指标线位于被加工曲面的正向杜邦指标线之内。给出利用鼓锥形刀侧铣加工自由曲面时实施干涉检查的判断准则以及消除干涉的修正方法,推导出具有严格凸切削刃的刀具在给定的残留高度下侧铣加工带宽的计算方法。在此基础上,利用等残留高度法实现鼓锥形刀侧铣加工自由曲面无干涉刀具轨迹的生成。算例表明,在相同残留高度下,鼓锥形刀侧铣较之球头刀加工效率提高37.44%,说明侧铣加工是提高切削效率和加工质量的一种有效途径。     

平头端铣刀三轴联动自适应等参数曲线法加工自由曲面

曲面参数线法是多轴数控加工中生成刀具轨迹的主要方法，但是对等参数曲线分布不均匀的情况不适应．平头端铣刀在数控多轴加工中相对于球头枕刀来说，有加工精度高、经济性好的特点，其刀具轨迹的生成方法越来越引起人们的注意．本文针对曲面参数线法的缺点作了相应的改进，提出了适应平头端铣刀的刀具轨迹生成算法，同时用局部检查的方法进行干涉校验，消除了局部干涉．本算法适应于三轴联动以上的机床。     

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。     

自由曲面数控加工表面形貌仿真

建立了整体式螺旋刃球头立铣刀和可转位式球头立铣刀的几何刃线模型。基于自由曲面方程,由矩阵运算得出刃线运动包络面,对球头铣刀加工的表面形貌进行了建模和仿真。结果表明:加工平面时,刀轴摆角的选择对表面形貌影响较大;而加工自由曲面时,刀轴摆角的变化对表面形貌影响不大。     

改变传统加工理念的万能立铣刀

1.直壁加工用万能立铣刀FXS-MFE 刀具的刚性和其悬伸量的3次方成反比,和刀具横截面积的2次方成正比。因此,刀具的悬伸量如果很大,其刚性就会明显降低,这样的刀具就很难胜任高速切削。在模具加工中,使用球头立铣刀进行仿形铣的加工很多,这就要求球头立铣刀有很大悬伸量。在设计立铣刀时,通常会在刃部和柄部之间加入带有锥度的颈部,大大提高刀体的刚性,使其能够胜任高速切削的要求。但当直壁较高时,     

覆盖件模具曲面曲率特征对球头刀铣削力的影响

针对自由曲面模具的铣削加工,提出一种综合考虑曲面曲率、刀具前倾角和侧偏角的瞬时铣削力预报方法。基于曲面几何特征,研究了进给方向、行距方向曲率半径对刀具切削角度的影响,以及刀具前倾角和轴向切触角对未变形切屑厚度的影响;基于微分思想,将自由曲面加工中任意刀齿切削周期内的切触区进行离散,结合三维次摆线切削轨迹建立未变形切屑模型,得到适合于自由曲面三轴球头铣削的瞬态铣削力,该模型能够综合考虑曲面曲率特征变化、刀具工件切触角度变化;基于二次曲面模具模型进行铣削加工试验,试验测试结果表明,预报的铣削力和试验测量结果在幅值上和变化趋势上具有一致性,在平稳切削时最大铣削力预测误差值在12%以内,验证了该方法能有效地预报自由曲面模具的球头铣削的瞬态铣削力。     

CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具

提出一种新的磨削加工工艺,即采用CBN球面砂轮数控磨削复杂形状刀具,利用球面的自适应性,以减少所需CNC磨床联动轴数,并实现球头铣刀不同形状刀体接合处前刀面的光滑过渡。同时,新工艺为新型的复杂曲面CNC磨削工艺系统的开发提供理论参考。在以AutoCAD2006为基础构建的磨削仿真加工平台上,以典型的圆锥球头立铣刀前刀面的磨削加工为例,验证了该方法在减少机床联动轴数以及实现前刀面光滑过渡问题中的可行性和有效性。