基于Pro/E创建三维参数化相似刀具库的研究

论文研究利用参数化设计技术,在作为刀具设计通用模型的刀具基准模板基础上,建立通过控制少数几个族表主参数就能得到一系列刀具零件或组件模型的相似刀具库。在该相似刀具库中,即使按标准离散取值的特征参数,也能够受关系式驱动而自动适应主特征参数无级差取值的设计要求,从而最后给出了典型刀具组件的实例分析。     

非圆车削中刀具运动实现方法

为了分析非圆车削过程中切削速度和刀具工作角度变化对工件加工质量和刀具使用寿命的影响,建立了非圆车削切削速度和刀具工作角度的数学模型。以椭圆截面活塞和盘形凸轮零件的车削为例,定量分析了刀具工作角度随零件非圆截面周向位置变化的规律。结果表明:非圆车削刀具运动形式取决于零件非圆截面径向尺寸变化范围。提出了非圆车削中的刀具复合运动及其实现方法,设计了一种具有径向往复移动和摆动的刀具驱动机构,适于车削凸轮等零件,可保证最佳的刀具工作状态。     

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．     

基于切削参数和刀具状态的车削力模型

建立刀具状态监控特征量与切削参数及刀具状态之间的定量或定性关系是实现刀具状态监控系统的基础,文中以切和为监控特征量,建立了基于切削参数（切削深度、进给量、工件材料及刀具材料）与刀具状态（主要考虑后刀面磨损量）的车削力模型,设计了车削刀具磨损的试验系统及具体的试验方案,并进行了相应的切削试验,结果证明,该模型基本能正确反映车削力信号与刀具状态及各种切削参数之间的关系。     

论刀具座标系统与刀具命名法

本文旨在介绍ISO3002/I的主要内容,并对刀具参考座际系的建立和对刀具角度标注体系进行分析和归纳,综合有关学者论述首先采用了“刀具命名法”这一术语。指出法前角命名法和正交前角命名法的物理意义明确,应优先采用,而进给前角命名法在描述刀具切削性能方面不够直观,但在刀具设计计算中仍占有重要地位;至于最大前角命名法从刀具技术的发展角度来观察,仍具有一定的实际意义;这正体现了ISO新标准的完整性。     

利用AutoCAD软件提高教学质量

本文介绍了利用AutoCAD三维设计软件虚拟金属切削刀具成形,以及刀具坐标平面和几何角度的组成及标注方法,对建立刀具空间概念起到了非常有效的作用。     

可转位刀具的动态可靠性灵敏度研究

可转位刀具在断续切削加工时,其主要失效形式是疲劳破损.刀具各设计参数的选取直接影响刀具的可靠度.以应力-强度干涉模型为基础,建立了可转位刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在切削加工时的可靠度变化规律.在此基础上与灵敏度分析方法相结合,推导了刀具各设计参数的动态可靠性灵敏度计算公式,并给出了各设计参数的动态可靠性灵敏度的变化曲线.研究表明,刀具各设计参数的改变对其可靠性的敏感程度大小不一,对敏感参数的选取要加以控制,以提高刀具的可靠度和被加工零件的精度.同时为提高刀具系统及整个机床的可靠性提供理论依据.     

不同形状的表面织构刀具仿真车削 Inconel 718 合金研究

目的 针对目前车削 Inconel 718 镍基高温合金主要面临的可加工性差和刀具磨损两个问题,提出表面微织 构技术进行刀具设计与制备。 方法 首先建立微织构刀具的理论刀-屑接触长度模型,其次,利用理论刀-屑接触长 度模型,建立表面织构刀具切削力的理论模型以及切削热的理论模型;最后,根据理论刀-屑接触长度的变化规律, 对微织构刀具的切削力、切削温度进行理论分析,并最终建立有限元仿真模型。 结果 通过有限元仿真结果表明微 织构刀具比硬质合金刀具的车削性能要好。 结论 与硬质合金刀具的切削力对比,微织构刀具的三向切削力均偏 小;且轴向力、径向力在一定范围内波动,主切削力呈增长趋势。 与硬质合金刀具的切削温度对比,微织构刀具可 以降低切削过程中切削热,且圆形微织构刀具是 3 种微织构刀具中切削温度最低的;与硬质合金刀具对比,表面微 织构可以降低刀具表面磨损问题,减少刀具与切屑的挤压作用和摩擦作用,且不同形状的表面织构产生的磨损深 度不同。     

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。     

新型微细球端铣刀几何建模与优化设计

针对微细切削刀具的应用需求,在Aoyama等设计的椭圆柱球端铣刀的基础上,提出了一种简化结构的新型微细球端立铣刀的优化设计方案.应用微分几何方法对此类刀具结构进行数学建模,依据ISO刀具角度定义计算其静态工作角度,分析所设计刀具的切削能力;根据建立的数学模型进行刀具制备过程的分析,确定最终的刀具优化结构与制备工艺.所设计的微细球端立铣刀能够提高微细切削刀具切削部分的结构强度,同时显著降低刀具制备的难度.      

基于CC2430的刀具磨损检测系统

设计了一种以MEMS加速度传感器和无线射频芯片CC2430为核心的刀具磨损检测系统,完成了系统的软硬件设计、制作与系统调试,研制出了试验样机。对刀具磨损监测系统进行了积极的探索,为刀具监测系统研究探索了一种新的思路,丰富和发展了刀具监测技术。     

基于刀具磨损状态识别的加工参数多目标优化

在数控铣削过程中,刀具磨损对机床主轴能耗影响很大,同时与刀具加工能力直接相关,需适时调整加工参数以适应不同磨损状态,保证多目标综合最优.针对此问题,基于刀具磨损状态识别,根据不同磨损时期给出相应的加工参数优化策略.首先,以刀具寿命周期内的主轴功率为基础,采用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)建立考虑刀具磨损的能耗模型,平均误差低于5%,并基于与刀具磨损的强相关性,以主轴功率作为单一指标识别刀具磨损状态.进一步,为获取影响加工成本的动态性指标——刀具剩余使用寿命(remaining useful life,RUL)及相应的主轴功率,利用人工神经网络(artificial neural network,ANN)建立刀具磨损退化模型,通过描述主轴功率随时间的变化来隐含退化过程,该模型拟合度达0.992.最终,综合考虑能耗、刀具及时间成本,设计多目标优化函数,并通过遗传算法(genetic algorithm,GA)搜索函数最小值,给出不同磨损时期的最优加工参数及优化策略.此加工参数多目标优化融入了主轴功率与刀具RUL等动态指标,可依据主轴功率在线...     

跟踪切削刀具的进步搞好其应用

切削刀具为适当应当前制造领域的多变、高精度，特别是自动化的需求，除了介绍合理选择新型切削刀具的材料之外，更多地强调了切削刀具在设计、结构等方面的迅速演变，推陈出新，从而指出，加强信息跟踪的重要性，为使新型切削刀具在制造中发挥更大的效益。     

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。     

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．     

一个FMS刀具管理系统

该文分析了ＦＭＳ刀具管理系统的功能需求,提出了刀具管理系统的功能模型,建立了刀具管理系统的ＩＤＥＦ０模型,论述了刀具管理支持系统的结构,对刀具管理策略、刀具数据库管理系统、图形库及其管理系统、集成通讯管理服务作了讨论。最后介绍了一个应用于长春ＦＭＳ实验系统的ＦＭＳ刀具管理系统的实例。     

圆环面刀具数控加工刀具路径规划

研究了数控加工中圆环面刀具路径规划,建立圆环面刀具数学模型,从刀位点计算、曲面边界离散、相邻刀轨计算等方面确定刀具路径规划算法.最后,利用Matlab工具编程对路径规划算法进行了具体实现,通过计算基于圆环面刀具的刀位点数据,拟合生成刀具轨迹,同时利用UG软件采用球头刀对相同曲面进行加工路径仿真,通过两者比较,可以得出圆环面刀具加工效率更高的结论.     

复杂刀具的计算机辅助设计

介绍了复杂刀具计算机辅助设计系统软件开发中的一些关键技术。该系统可自动生成完整的刀具生产设计图。     

数控铣削加工刀具半径补偿指令的教学设计

刀具半径补偿是数控铣削加工中的重要编程应用,引入刀具半径补偿的目的是为了简化程序的编制。本论文阐述了刀具半径补偿指令的教学设计,拟通过数控系统仿真软件这一教学辅助工具,让学生观察刀具半径补偿引入后的坐标前后变化,拟通过设置课堂练习环节,使学生理解刀具补偿及与G代码的配合过程。     

刀具磨、破损实时监测系统的开发与研究

根据李晓谦博士论文(西安交通大学XWI-169)中提出的刀具由正常磨损阶段转入急剧磨损阶段(或破损)时伴随发生的相对切削分力比的变化率发生显著变化这一现象,研制开发了可用于生产现场且实用化的刀具磨、破损监测系统。监测系统中设定的阈值和切削用量、刀具材料、工件材料及刀具几何角度无关;设计了微型内藏传感器式车削测力刀杆及与其配套的测量电路,该传感器及测量电路有灵敏度高、两向相互干扰小等特点;还设计了单片机诊断系统。在总体上成为一套可供实用且完整的刀具磨、破损监测系统。