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高速面铣刀设计及其系统的开发

程开举  
【摘要】:高速切削技术具有高速、高效、高精度的优点,广泛应用于航空、航天、汽车、模具等机械制造领域。高速切削刀具是高速切削技术的重要基础之一。高速切削技术的发展与应用对高速刀具提出了不同于传统刀具的特殊要求。目前,国内高速刀具市场的份额主要由国外著名刀具厂商占据,制约了我国高速切削加工技术的发展。因此,有必要在吸取国外先进技术经验的基础上,采用先进的刀具开发手段,提高高速刀具产品的设计、制造效率与质量,研制开发具有自主知识产权的高速刀具产品,满足市场的需求。 本文以已有的高速铣削机理及高速刀具技术研究成果为基础,进行高速面铣刀及其系统的研究,主要研究内容为: 通过高速面铣刀结构的研究,提出了高速面铣刀产品开发设计的基本原则及实施解决方案;根据动平衡原理,建立了高速面铣刀不平衡模型。提出了基于动平衡的高速面铣刀误差与设计转速的计算方法。 采用Pro/E行为建模技术,进行了高速面铣刀不平衡量的调整策略的研究与刀具动平衡等级的评价,为刀具动平衡调整结构的设计提供了依据。根据高速面铣刀残留不平衡量的预报,提出了刀具设计、制造、测试过程中刀具不平衡量的控制方法与提高刀具动平衡精度等级的措施。 开发设计了组合式、整体式两类高速可转位面铣刀产品。针对高速面铣刀的切削特点及加工需求,建立了高速可转位面铣刀有限元模型。采用ANSYS进行了不同转速下高速面铣刀刀体、刀片、刀具附件等刀具构件、装配的应力、应变、位移有限元分析。实现了刀具产品的安全性的定量评价,保证了高速刀具的安全性的特殊要求。 最后,采用Pro/TOOLKIT,在VC 环境下研制了高速面铣刀参数化设计系统。方便、快捷地完成了高速面铣刀产品的参数化设计,缩短了刀具开发周期;采用该系统开发出两类、十余个规格的数控高速面铣刀产品。 高速面铣刀及其参数化设计系统的研制,为进一步开展高速刀具产品化的研究奠定了坚实的基础。


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