CAD在复杂刀具设计中的应用

本文介绍复杂刀具的计算机辅助设计（简称ＣＡＤ）方法．从蜗轮滚刀的计算程序与绘图程序入手，模拟工程技术人员设计蜗轮滚刀的全过程．所用研究方法与研制的程序，可应用到其他的机械设计中．本程序较多地采用子程序结构以优化设计．在输入被加工零件的原始参数后程序自动检索出合适的刀具结构参数和几何角度，自动进行刀具齿形的优化设计，最后绘出刀具的工作图．     

基于任意拉格朗日-欧拉法的盾构刀盘土体切削仿真

针对盾构刀盘切削土体的问题,提出了基于有限元和高性能计算方法的大规模数值模拟方法.建立了盾构和土体的三维分析模型,并且充分考虑到土体的材料非线性,利用动态显示算法进行了基于国产“曙光4000A”高性能计算机的大规模流固耦合分析.仿真采用任意拉格朗日-欧拉法(ALE),解决了土体大变形造成的有限元单元畸变问题,预测土体-刀具相互作用的过程;将修正的Drucker-Prager塑性土体模型作为土体的非线性有限元模型,其仿真方法和结果可以为未来盾构机的刀盘设计提供参考.     

基于VB环境的滚齿刀辅助设计系统

介绍了基于VB环境的滚齿刀CAD系统的构成与主要模块功能．该系统可对滚齿刀的齿形及结构参数进行设计计算，并将结果保存到数据库中进行管理，借助VB的强大功能和AutoCAD与高级语言的接口，可获AutoCAD的图形交换文件DXF，并自动生成滚齿刀的零件图纸等设计文件．     

氮化硅陶瓷刀具的发展和应用

文章介绍了氮化硅陶瓷刀具的发展现状 ,阐述了氮化硅陶瓷刀具的切削性能及其在实际应用中须注意的问题 ,为在机械加工行业中推广应用陶瓷刀具作了初步的探讨     

一种改进的非线性铣削力建模与仿真

综合考虑再生振动效应和刀具偏心模型对动态铣削加工过程的影响．改进并建立具有较高预测精度的非线性圆周铣削力数学模型和铣削加工过程闭环控制系统．通过对比铣削动力学实验数据和计算机仿真结果验证了该模型的有效性和预测能力．     

基于破岩比能的刀盘滚刀优化布置设计

基于科罗拉多矿业学院(Colorado School of Mines)推导的CSM受力模型,采用刀盘破岩比能最低原则,以径向不平衡力和倾覆力矩最小为目标,使用标准遗传算法(GA),优化中心刀、正刀和边缘滚刀的刀间距,以及正刀和边缘滚刀的极角.以TB880E刀盘为实例计算,结果表明:优化中心刀和正刀区域的刀间距后,比能减少1.53%,优化边缘滚刀区域的刀间倾角后,比能减少了1.10%;优化正刀和边缘滚刀的极角后,径向不平衡力减少到0.1265N,倾覆力矩减少到0.7591N·m,从而减小了刀盘的变形量.该研究可用于刀盘的布刀优化设计和对破岩过程能耗的预测,可降低TBM破岩能耗,改善TBM掘进能力.     

超密齿面铣刀的铣削力波动特性及其影响

提出了一种超密齿面铣刀概念,并推导了x和y方向的铣削力计算模型,分析了超密齿刀具铣削力及其波动规律.结果显示:随刀具的转动铣削力呈锯齿状变化,x向铣削力波动呈现两个山峰状,在三齿同时参与切削时波动最小.y向铣削力波动随初始切入角的增大先增大后减小,对比发现超密齿刀具铣削力波动远小于疏齿刀具.提出用单位体积材料所需切向铣削力大小来评价超密齿刀具和疏齿刀具性能.通过超密齿面铣刀的铣削实验验证了铣削力计算模型,并发现铣削力波动是影响工件表面粗糙度的因素之一,同时也反映出超密齿刀具的加工优越性.     

面向球头铣刀多轴铣削加工的铣削力系数辨识

提出了一种适用于球头铣刀多轴铣削加工的铣削力系数辨识方法.首先,将剪切力系数考虑为轴向位置角κ的多项式函数,推导了基于平均铣削力的铣削力系数辨识模型.然后,设计了多组刀具轴线与工件表面夹角不同的槽切铣削实验来实现铣削力系数辨识,以保证通过实验辨识得到的铣削力系数包含了球头铣刀不同姿态切削对铣削力的影响因素.最后,通过实验验证了该方法的正确性和可靠性.实验结果表明,该辨识方法相比于基于瞬时铣削力的辨识方法具有更好的抗干扰能力和更高的辨识精度,适用于球头铣刀多轴铣削加工的铣削力预测.     

数控车床坐标系建立与几种对刀方法的探讨

数控机床加工坐标系的确定非常重要,通过对数控车床机械坐标系原点的确定分析,探讨比较数控车床试切法中的几种对刀方法的原理特点.     

一种二维数字化齿面加工方法研究

利用数字化共轭曲面原理和齿轮啮合原理对数字化齿面加工方法进行研究.研究聚焦于离散表达的数字化齿面与解析表达的刀具面在加工过程中的几何关系与相对运动.求得刀具截形上与数字化齿面每个离散点对应的共轭点及它们相互接触时的对应共轭运动,将所求离散展成运动参数自动排序,插值形成连续共轭运动,实现对数字化齿面的连续加工.二维非标准数字化修形齿面的插削展成加工仿真计算实例,验证了该方法的正确性.