不等齿距整体立铣刀计算机辅助设计技术研究

摘要

高速铣削过程中,等齿距铣刀因各刀齿铣削力波形完全相同而易引起加工系统产生自激振动,不但会降低加工表面质量、表面精度以及加工效率,还会减小刀具使用寿命,甚至可能损坏加工机床。不等齿距整体立铣刀却能够有效抑制金属铣削加工过程中的颤振问题。
　　利用刀具的三维CAD模型可以方便的进行结构优化、模拟仿真与刀具数控加工程序的自动创成。因此,如何根据设计需求,快速建立出相应的不等齿距的整体立铣刀的三维模型成为提高刀具设计质量的关键瓶颈问题。本文以UG软件为平台,通过二次开发设计并实现了参数化的计算机辅助整体立铣刀的快速设计系统,具体研究内容如下。
　　分析了不等齿距整体立铣刀的分类方法及其结构特征,并依据针对复杂回转面刀具的理论研究成果,推导建立了圆柱立铣刀螺旋角、螺旋线以及螺旋面的数学模型。
　　对铣削动力学模型和不等齿距刀具的减震机理进行理论分析,并利用Budak的面向整体立铣刀优化设计的端齿间夹角优化算法进行刀具结构优化。
　　进行不等齿距整体立铣刀计算机辅助设计系统的结构设计,分别建立齿距优化计算模块、设计向导模块、参数化建模模块,对不等齿距整体立铣刀数据库系统进行了设计。
　　在理论研究成果的基础上,基于UG NX7.0平台,利用开发工具Visual Studio2005、SQLServer2005以及UG的二次开发接口和工具,实现了不等齿距整体立铣刀CAD系统VPSEM-CADS的开发。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 国内外研究现状综述

1.2.1 整体立铣刀CAD技术研究现状

1.2.2 不等齿距整体立铣刀的研究现状

1.3 研究的目的和意义

1.3.1 课题来源

1.3.2 研究目的

1.3.3 研究意义

1.4 论文主要研究内容

第2章 不等齿距整体立铣刀几何模型

2.1 不等齿距整体立铣刀分类

2.2 不等齿距整体立铣刀结构及参数

2.2.1 不等齿距整体立铣刀的结构

2.2.2 不等齿距整体立铣刀的结构参数

2.3 不等齿距整体立铣刀切削部分数学模型

2.3.1 立铣刀螺旋角线数学模型

2.3.2 立铣刀螺旋刃线数学模型

2.3.3 立铣刀螺旋面数学模型

2.4 不等齿距整体立铣刀齿距优化方法

2.4.1 铣削动力学模型描述

2.4.2 不等齿距刀具颤振抑制机理

2.4.3 齿距优化

2.5 不等齿距整体立铣刀螺旋槽成形方法

2.5.1 螺旋槽设计方法

2.5.2 螺旋槽成形方法

2.6 本章小结

第3章 不等齿距整体立铣刀计算机辅助设计系统的设计

3.1 系统设计需求分析

3.2 系统功能模块设计

3.2.1 齿距优化计算

3.2.2 不等齿距整体立铣刀设计向导

3.2.3 参数化建模

3.2.4 不等齿距整体立铣刀数据库

3.3 系统布局和框架

3.4 系统流程图

3.5 本章小结

第4章 基于UG NX的VPSEM-CADS的实现

4.1 系统实现平台及实现方式

4.1.1 系统实现平台选择

4.1.2 系统实现方式

4.2 系统开发工具

4.3 系统开发过程

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文及获得的软件著作版权

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