基于五軸數(shù)控磨床加工的球頭立銑刀數(shù)學(xué)模型及仿真研究.pdf

1、本論文在國(guó)內(nèi)外關(guān)于球頭立銑刀設(shè)計(jì)、建模、加工等方面研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)現(xiàn)有的MK6335A五軸數(shù)控鉆尖磨床刃磨運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，應(yīng)用微分幾何、包絡(luò)與反包絡(luò)理論、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)值分析等理論知識(shí)，研究了基于五軸數(shù)控磨床加工球頭立銑刀的數(shù)學(xué)模型及分析與仿真。其中包括了球頭立銑刀的刃口曲線模型，前、后刀面模型，刀具角度分析，砂輪磨削前、后刀面的刀位軌跡模型，刀位軌跡與機(jī)床坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的后置處理，球頭立銑刀的設(shè)計(jì)與仿真軟件的開發(fā)。本文的研究成果將為實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的

2、五軸數(shù)控鉆尖磨床上加工或修磨球頭立銑刀作準(zhǔn)備，其中開發(fā)的設(shè)計(jì)仿真軟件也是球頭立銑刀的虛擬制造系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)。同時(shí)它也可為其他類似磨床進(jìn)行刀具加工或刀具設(shè)計(jì)的研究提供參考。 首先，本文對(duì)傳統(tǒng)的等螺旋角的球頭立銑刀刃口曲線的模型進(jìn)行了分析，建立了正交螺旋線的刃口曲線模型，并運(yùn)用螺旋角的定義分析了該刃口曲線的特點(diǎn)。 然后，基于刃口曲線模型、五軸數(shù)控磨床刃磨運(yùn)動(dòng)方式和微分幾何的直紋面概念，本文推導(dǎo)與建立了具有等法前角的前刀面和具

3、有等主后角的后刀面的球頭立銑刀數(shù)學(xué)模型，并對(duì)球頭立銑刀的刀具角度如刃傾角、主前角、法后角、主偏角等參數(shù)進(jìn)行了求解與分析。還進(jìn)一步建立了錐形砂輪磨削前刀面和后刀面時(shí)的刀位軌跡模型，并研究了刀位軌跡與機(jī)床坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換關(guān)系。此外，本文還對(duì)球頭立銑刀的自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行了研究。 最后，本文應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)思想，以VC++6.0為軟件平臺(tái)，利用MATLAB的COM組件技術(shù)與OpenGL控件接口進(jìn)行軟件編程與開發(fā)，進(jìn)一步對(duì)所建立的球頭立銑刀的各種