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    非数控加工球头铣刀的主干数学

      发布时间:2018-03-13 05:01

      球头铣刀是数控加工复杂曲面(尤其是自由曲面)的重要刀具,市场需求量很大。由于球头铣刀刃形复杂,目前国内外对球头铣刀的加工大多需在多轴联动数控机床上实现,由于设备昂贵(可达上百万美元),因此刀具的单件加工成本较高。为降低刀具加工成本,作者自1991年开始研究球头铣刀的非数控加工方法,并与合作研究者一起先后提出了磨制球头铣刀前刀面、后刀面的数学模型,探讨了硬质合金球头铣刀的相关加工模型和球头铣刀的序列生产问题。在对球头铣刀的深入研究开发中,为解决原加工方案中后刀面磨削机构较复杂的问题,改用平面曲线靠模代替空间曲线靠模进行加工并获得成功,进一步降低了铣刀加工成本。

      为使同行对球头铣刀非数控加工的原理及方法有一个总体概念,本文对几个文献中阐述的加工原理及用于最终形成产品的相关主干数学模型作一汇总介绍。

      因篇幅所限,本文不再罗列上述主干数学模型的具体表达式。需要指出,本节给出的数学模型比其他文献中的相应数学模型更为简洁,且对应的靠模曲线更易于制造和便于更替(以适应加工不同规格刀具的需要),因而具有明显的优越性。加工后刀面时,存在优化选取y

      值的问题,选取原则是既要使刀具具有一定后角,又要保证刃口处具有足够强度。具体处理方法本文从略。

      本文介绍的球头铣刀非数控加工基本原理及主干数学模型已经过了生产实践的成功验证,目前与哈尔滨工业大学高技术园区合作开发的球头铣刀系列产品已投放市场。本文除对球头铣刀的低成本批量生产具有指导意义外,对于《关于二轴联动数控加工球头铣刀的几点说明》中提及的特种回转铣刀的批量生产亦具有参考价值。但应注意,本文内容仅反映了球头铣刀非数控加工原理的基本框架,如需在工艺上实现该加工方法,则需根据其他文献及本文框架补齐相应的非主干模型,再用于指导生产。

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