立铣刀螺旋槽及砂轮截形CAD系统研究

发布时间：2017-07-31 10:37

  本文关键词：立铣刀螺旋槽及砂轮截形CAD系统研究

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【摘要】：随着切削技术的快速发展,人们对刀具质量和性能的要求越来越高。立铣刀作为切削加工中应用最广泛地刀具之一,不仅加工工件表面质量高,而且切削性能好。由于立铣刀螺旋槽的结构极其复杂,螺旋槽的大小和形状不仅影响着切削过程中的容屑、排屑及切屑的流向,同时也影响着立铣刀的刚度、强度以及切削性能。本文从以下几个方面对立铣刀螺旋槽的设计加工进行分析研究。1.目前,很多立铣刀生产厂家利用已有的刀具(砂轮),通过调整机床加工参数,采用试切法,加工出符合要求的螺旋槽形。但是此方法效率低,且加工出的螺旋槽形状与设计要求的螺旋槽形状存在一定的误差。本文根据设计好的螺旋槽径向截形,通过分析计算求出刀具(砂轮)的廓形,然后利用设计好的刀具(砂轮)进行螺旋槽的加工。2.对不同齿数的立铣刀螺旋槽进行深入地分析研究,建立了2齿、3齿及4齿立铣刀径向截形的数学模型以及立铣刀刃线数学模型,通过对所建立的数学模型进行求解,即可求出与之对应的砂轮轴向截形数学模型。3.利用前面建立的数学模型为理论基础,对基于Wi ndows XP平台下的砂轮轴向截形CAD系统进行深入研究,系统以MATLAB为数学计算工具,采用Visual Basic语言进行开发,该系统拟实现通过输入立铣刀螺旋槽的设计参数及机床调整参数,即可输出加工该立铣刀螺旋槽的砂轮的轴向截形图。4.对等齿距及不等齿距立铣刀进行了有限元模态分析,得到了硬质合金及高速钢不等齿距立铣刀在不同悬伸长度下的一阶至五阶固有频率,且固有频率随着悬伸长度L的减少而增加。相同悬伸长度下,粉末冶金高速钢不等齿距立铣刀的固有频率要比硬质合金不等齿距立铣刀的固有频率低,最大变形量要大,刀具材质也是影响刀具振动的重要因素。
【关键词】：立铣刀螺旋槽 砂轮截形 数学模型 CAD系统
【学位授予单位】：陕西理工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG714
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 高速切削技术及立铣刀螺旋槽的研究10-12
• 1.2.1 高速切削技术的发展概况10-11
• 1.2.2 铣刀的分类和特点11-12
• 1.2.3 立铣刀螺旋槽的研究12
• 1.3 CAD系统及技术的发展12-14
• 1.3.1 CAD系统介绍12-13
• 1.3.2 CAD技术的发展历程13
• 1.3.3 CAD技术在我国的发展现状及趋势13-14
• 1.4 论文的研究目的及内容14-16
• 1.4.1 本课题来源14-15
• 1.4.2 研究目的15
• 1.4.3 研究内容15-16
• 1.5 本章小结16-18
• 第2章 砂轮参数及其数学模型的建立18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 砂轮及其参数的介绍18-19
• 2.2.1 砂轮介绍18
• 2.2.2 砂轮参数18-19
• 2.3 空间坐标系的变换原理19-21
• 2.4 数学模型的建立21-26
• 2.4.1 砂轮的数学模型22
• 2.4.2 立铣刀螺旋面及截形的数学模型22-23
• 2.4.3 砂轮和立铣刀螺旋槽接触条件的数学模型23-25
• 2.4.4 砂轮的轴向截形25-26
• 2.5 螺旋槽磨削过程干涉分析26-29
• 2.6 本章小结29-32
• 第3章 立铣刀刃线及径向截线数学模型32-46
• 3.1 立铣刀数学模型的研究32
• 3.2 立铣刀径向截形及其数学模型32-38
• 3.2.1 二齿立铣刀数学模型32-34
• 3.2.2 三齿立铣刀数学模型34-36
• 3.2.3 四齿立铣刀数学模型36-38
• 3.3 轴向截形数学建模38-39
• 3.4 刃线通用数学建模39-44
• 3.4.1 圆柱面螺旋刃线41-42
• 3.4.2 圆锥面螺旋刃线42
• 3.4.3 通用螺旋刃线方程42-43
• 3.4.4 球头立铣刀端齿刃线数学模型43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第4章 砂轮CAD系统46-54
• 4.1 砂轮截形CAD系统介绍46
• 4.2 本系统的开发工具46-47
• 4.2.1 数据库开发工具46-47
• 4.2.2 数学工具47
• 4.2.3 界面设计遵循的原则47
• 4.3 系统模块介绍47-52
• 4.3.1 数据管理模块48-50
• 4.3.2 计算分析模块50-52
• 4.4 本章小结52-54
• 第5章 不等齿距立铣刀螺旋槽的研究54-70
• 5.1 引言54
• 5.2 立铣刀的减振研究54
• 5.3 等齿距及不等齿距立铣刀有限元分析54-60
• 5.3.1 建立立铣刀的实体模型55-56
• 5.3.2 立铣刀的有限元模型56-57
• 5.3.3 模态求解57
• 5.3.4 结果及分析57-60
• 5.4 不同材料立铣刀有限元分析60-70
• 5.4.1 不同材料立铣刀有限元模型的建立60-61
• 5.4.2 不同悬伸长度的立铣刀模态分析61-67
• 5.4.3 有限元分析结果67-70
• 总结与展望70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果76-78
• 致谢78

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本文编号：598767