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。     

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。     

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。     

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。     

冲模切管的受力分析及刀片设计

从理论上对双冲切管方法进行论证，以切刀剪切过程中废屑外翻为条件，保证切断质量，从而确定切刀刀刃的理论曲线形状，由该曲线得知；刀刃尖部过于细长，在冲切过程中容易折断。采用双冲法保证了管子剪切质量及刀片寿命。还在受力分析的基础上进行了刀具设计。     

高速钻削碳纤维复合材料的钻头温度测量研究

以钻削碳纤维复合材料为基础,研究碳纤维复合材料在高速钻削过程中切削速度和进给速度对钻头后刀面温度的影响.采用嵌入式人工热电偶的方法对硬质合金钻削刀具进行测温试验,并用LabVIEW软件获得所需的温度数据和温度曲线.测量结果表明:当进给速度恒定时,刀具的后刀面温度随主轴转速的增加而上升.当主轴转速恒定时,刀具的后刀面温度随进给速度的增加而降低.     

刀具平面在正交剖面系内的角度变换及其应用

在刀具前刀面和后刀面的正交剖面系中,利用作者规定的坐标变换矩阵算符和空间平面的截距方程,建立了刀具正交双斜率平面的坐标变换矩阵表达式,可同时变换四个角度(正交剖面的一组前角和一组后角)。如与刀刃矢量的坐标变换结合,则可同时进行刀刃的四个基本角度(前、后、偏、倾)的变换。此法投影变换形象清晰,矩阵运算方法简捷,尤其当进行多次变换时,较之常用方法优点更为突出。     

用切削液超高压注入法提高刀具寿命的研究

将切削液用喷嘴从刀具的后刀面超高压注入，使喷流直接作用用刀头与工件的接触点，经实验研究表明，工具的后刀面磨损，月牙洼磨损，刀头的温度与常规切削相比大幅度下降，且后刀面磨损形态料与常规不同，刀具的寿命了延长３倍以上。     

盘状齿轮成形铣刀后刀面曲线分析

从刀具后角的定义推导出了盘状齿轮成形铣刀后刀面曲线线形,论述了成型铣刀设计、刃磨注意的几个问题.     

铣削加工中刀刃相位差与主轴运动误差对加工表面的影响

为了改善高速进给铣削加工时的表面花纹模式和降低表面粗糙度，采用切削实验和理论解析的方法，探讨了在切削过程中始终存在的刀刃相位差和回转偏心对加工表面的影响，得出如下结论：(1)垂直加工时，表面粗糙度远大于理论值，但不受刀刃相位差和回转偏心的影响；(2)倾斜加工时，刀刃相位差和回转偏心分别影响间歇进给方向和进给方向的表面花纹模式和表面粗糙度．当刀刃相位差和回转偏心约为零时，表面粗糙度接近最小值．如果再采用大的进给量，则加工面花纹以矩形形式整齐均匀排列，并且可以在不增大粗糙度的情况下大幅度提高加工效率；(3)当刀刃相位差和回转偏心大于零时，表面粗糙度有可能成倍增加．     

刀具磨损耐用度分布及可靠寿命的预报

在研究刀具耐用度分布,分布特性及分布函数的基础上,讨论刀具可靠寿命与切削速度之间的关系及规律。方法用ＹＣ４０机夹可转位式刀片的刀具进行了大样本容量的刀具磨损用度分布切削实验,并做 出切削时间与刀具后刀面磨损量之间的刀具磨损曲线。     

用切削液超高压注入法提高刀具寿命的研究

将切削液用喷嘴从刀具的后刀面超高压注入，使喷流直接作用于刀头与工件的接触点上，经实验研究表明，工具的后刀面磨损、月牙洼磨损、刀头的温度与常规切削相比大幅度下降，且后刀面磨损形态亦与常规不同，刀具的寿命可延长３倍以上．     

高速铣削TC6钛合金的刀具磨损机理

通过物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（ CVD）涂层硬质合金刀具对α+β相钛合金TC6进行高速铣削加工,研究了PVD与CVD刀具在铣削TC6钛合金过程中的刀具磨损形态和磨损机理.结果表明：在相同的切削条件下,PVD涂层刀具后刀面磨损量更小,刀具寿命更长,更适合TC6钛合金的加工.其前刀面主要发生黏结磨损和氧化磨损,后刀面则为边界磨损,由于前刀面黏结磨损和后刀面边界磨损对切削刃的弱化作用,使得主切削刃发生了微崩刃.CVD涂层刀具寿命较短,其前刀面主要发生初期微崩刃和随之而来的月牙洼磨损以及黏结磨损;后刀面则为磨粒磨损,失效形式为涂层剥落.     

等导程回转刀具虚拟实境的通用模型及其应用

根据轴向速度与回转速度之比为螺旋参数 ,给出了等导程回转刀具上刃口设计的通用模型和虚拟制造中磨用砂轮与回转刀具相对进给速度的通用公式 ,进而结合实例给出了等导程回转刀具虚拟实境研究中相关问题的处理方法和对应结果 .