回转刀具数控磨削加工中的数学模型

首先对一般回转刀具的刀刃曲线的广义螺旋运动参数进行了统一定义，然后遵循“回转刀具表面模型→刀刃曲线模型→前刀面、后刀面模型”的路线建立了回转刀具的数学模型，为刀位轨迹计算及回转刀具的数控磨削加工奠定了理论基础。     

等螺距圆弧形球头铣刀刃口曲线的连续性讨论

随着复杂曲面的数控加工任务的增多和数控技术的进步发展,对用于加工曲面的特种回转刀具品种的需求也越来越多,数量也越来越大,因而采用更新的技术对现有回转刀具进行优化设计、降低设备成本投入、简化生产工艺的复杂程度,越发显得重要。文章给出了回转铣刀刃口曲线的通用公式,主要推演了等螺距圆弧形球头回转铣刀刃口曲线的计算公式及其连续性。     

天然单晶金刚石刀具的磨损

对金刚石刀具的磨损和晶向选择问题进行了试验观察和理论分析。结果表明：金刚石石刀具的磨损形态主要有前刀面月牙注磨损、后刀面边界沟槽磨损、刀刃附近的光滑磨损带及刀刃处的微小劈裂磨损。     

磨削平面曲线型刀刃的特种回转面刀具的原理

基于特种回转面刀具的轮廓和刀刃形状都比较复杂,文中详细分析了其中平面曲线型刀刃回转刀具的磨削原理,论述了砂轮和工件的磨削运动规律以及刀具法向前角的计算及校验,为用数控磨床制造特种回转面刀具打下了理论基础。切齿试验证明本文提出的原理是正确的。     

等螺旋角回转刀具刀刃曲线的通用算法

在给出等螺旋角回转刀具刀刃曲线上螺旋角的通用公式的基础上，利用累加弦长三次参数样条函数和常微分方程的数值求解法－龙格库塔法，提出了等螺旋角刀刃曲线的通用算法，为实现等螺旋角回转类铣刀ＣＡＤ／ＣＡＭ软件的通用化打下了基础。另外给出了通用算法的程序框图。     

球头铣刀刀刃曲线的光滑设计

按球头铣刀的平面刀刃曲线的定义,基于球头刀刃与特种回转面形刀体上的螺旋刃在交点处应满足一阶连续的条件,建立了球头刀刃曲线的几何模型．在该几何模型的求解过程中,截球头平面及刀体与球头的相对位置被完全定义．最后本文给出了计算实例．     

齿轮曲面倒角刀具几何建模与调整仿真

针对齿轮齿端曲面倒角加工面临的两个主要难题——成形刀具设计困难和加工过程中刀具的位姿调整费时费力,分析了成形刀具的几何结构和倒角加工过程的特点,建立了倒角加工的几何模型,推导出刀具刀刃回转面的几何模型和数学表达式,为刀具设计提供了理论基础．同时进一步简化了刀具的几何模型,以便于成形刀具的设计与刀具调整．在Pro／Engineer环境下,应用Pro／TOOLKIT开发工具,开发了刀具参数计算及仿真系统,为刀具的设计及倒角加工刀具位姿的调整提供软件工具支持．     

整体叶盘盘铣开槽加工刀具寿命预测

针对目前预测刀具寿命的方法存在精度不高、受试验数据限制等缺点,提出了用灰色系统理论预测刀具寿命。首先,设计整体叶盘盘铣开槽加工试验,采用表面质量测量仪测量盘铣刀后刀面磨损增长量,根据试验测量的后刀面磨损增长量绘制刀具寿命曲线。然后,选取刀具寿命曲线正常磨损阶段的有限组数据组成时间序列,采用灰色系统理论,建立关于刀具寿命的预测模型。预测结果表明:以灰色系统理论建立的盘铣刀寿命预测模型,预测值与试验值的相对残差均在5.0%以内,模型精度为98.26%,满足工程需要,可用于盘铣开槽加工过程中刀具寿命的预测。     

铣刀磨损过程中铣削力与磨损面积分析

研究了三刃立铣刀磨损过程中切削力与刀具后刀面磨损带中部宽度（VB）、磨损面积、刀具副后刀面磨损带宽和磨损面积之间的关系．实验结果表明：铣刀磨损过程中,铣刀每转切削力均值、每切削刃切削力均值的变化曲线与车刀的典型磨损过程曲线相似,铣刀后刀面磨损面积比VB更真实地反映铣刀的磨损状态,可根据x方向的切削力标准偏差与其均值的比值判断刀具的磨损．     

铣刀磨损过程中铣削力与磨损面积分析

研究了三刃立铣刀磨损过程中切削力与刀具后刀面磨损带中部密度,磨损面积,刀具副后刀面磨损宽和磨损面积之间的关系。实验结果表明：铣刀磨损过程中,铣刀每转切削力均值,每切削刃切削力均值的变化曲线与车刀的典型磨损过程曲线相似,铣刀后刀面磨损面积比ＶＢ更真实地反映铣刀的磨损状态,可根据ｘ方向的切削力标准偏差与其均值的比值判断刀具的磨损。     

回转刀具数控磨削刀位轨迹生成

提出用通用砂轮数控磨削回转刀具的刀位轨迹定义及其约束条件,在此基础上确立了刀位轨迹的生成原理和计算方法,并以零前角滚刀前刀面的数控磨削为例,详细讨论了干涉分析、干涉处理及刀具截形检验的方法和原理．     

梯形螺纹丝杆的旋风铣削工艺及铣刀的精确设计

本文介绍了梯形螺纹丝杆的旋风铣削工艺,并对旋风铣刀刃形精确设计进行了公式推导和实例计算。     

Point-Based Data Analysis for Extracting Parameters of Cutting Tools

Various types of cutting tools are known and are in use for machining parts. The dimensional parameters associated with cutting tools need to be estimated and compared to the desired values for determining their cutting performance. In this paper, a data analysis methodology for extracting parameters from a measured point set corresponding to the surface of a cutting tool is provided. We propose that the 3-D data can be simplified into 2-D data or regular data by virtually slicing it at a predetermined section or by projecting it onto a same axial plane after a simple fixed-axis rotation. A plurality of curves can be generated and optimized based on the obtained 2-D points on a cross section for calculating the section parameters, including radial (axial) rake angle, relief angle, and land width. Other dimensional parameters can also be extracted from the contour of the presented rotary axial projection data. The experimental results have shown that the approaches elaborated in this paper are effective and robust, which can be potentially extended to other applications such as the inspection of similar parts and their parameters extraction.     

旋耕机耕耘转矩的仿真分析

提出了旋耕机单刀切削阻转矩的一种三参数模型和旋耕机组耕耘转矩的仿真模型,并对旋耕转矩作了仿真试验。这种仿真试验的方法可用于旋耕机的设计和机组的匹配。     

斜刃特种回转面刀具的计算机仿真

论述了带斜刃的特种回转面刀具的几何结构和生成原理。并在Ｓｕｎｓｐａｒｃｓｔａｔｉｏｎ工作站上利用Ｉ－ＤＥＡＳ软件模拟了实际加工过程。     

PCBN刀具切削淬硬轴承钢时工件硬度的影响分析

通过对PCBN刀具切削不同硬度GCr15轴承钢时切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量的试验研究,得到了工件硬度对上述各量的影响规律.结果表明,当工件硬度在HRC50左右时,刀具磨损严重且工件表面质量很差,说明PCBN刀具不适合切削中等硬度的轴承钢.     

功能梯度金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损失效研究

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺,制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度可转位刀片,与通用硬质合金刀具进行了铸铁的对比切削试验.并利用SEM、EPMA对自制刀片的磨损失效机理进行了分析.结果表明:氮化处理后刀片的耐磨性提高,与TN20的切削性能相似.功能梯度金属陶瓷刀片的磨损失效机理为冲击磨损、扩散和粘附磨损.     

一种基于切削力模型的模具型腔粗加工进给率优化策略

复杂曲面加工广泛应用于模具行业．由于加工参数缺乏科学的选择工具,数控加工的进给率常根据加工经验设定．通常必须创建切削体积模型或矢量力模型来优化刀具路径各段的进给率．鉴于模具型腔粗加工常采用2．5维加工,提出一种通过正交切削试验楚立切削力曲面模型用于模具型腔粗加工进给率优选的新策略．基于切削力曲面模型,采用多项式拟合的方法构楚刀具在许可切削力下的侧向切深和进给率的方程,根据楚立的方程计算每个刀位点处的进给率并反写到初始的G代码文件中．通过典型模具型腔的粗加工试验验证,证明该进给率优化策略不仅可以缩短加工时同,而且可以使加工载荷均匀．该策略对切削力载荷要求尽量均匀的模具型腔高速加工更有意义．     

精密切削加工中表面粗糙度的在线检测

本文研制了一种光纤表面粗糙度在线测量系统,通过涡流测微仪和步进马达控制系统,可以补偿由于工件尺寸变化、机床导轨几何误差和主轴部件的振动造成的光纤探头和被测工件表面之间的距离变化,使光纤测量仪的输出只反映已加工表面粗糙度的变化。该测量系统能识别出金刚石刀具切削铝合金时,影响加工表面粗糙度的主要因素是积屑瘤和振动。同时还可以用在线监测加工表面粗糙度的方法来监测刀具的磨损。