球头立铣刀的参数化设计及有限元分析

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212

作者：

马世辉

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摘要：

本文在国内外关于球头立铣刀的设计、分析等方面研究的基础上,应用Pro/E技术和相关数学理论,研究了球头立铣刀的整体建模,以及参数化系统的建立,并从球头立铣刀的几何模型着手,建立了一个适用于球头立铣刀铣削的三维铣削力模型,应用ANSYS软件对球头立铣刀进行了静力分析和模态分析。本文的主要研究内容为: 1.通过对传统等螺旋角刃口曲线的模型进行分析,建立了球头立铣刀柱面、球面上等导程螺旋线的数学模型。并联系实际加工过程,计算出球头立铣刀退刀槽扫描曲线以及球头部分前刀面成形曲线的数学模型。 2.在Pro/ENGINEER上建立了球头立铣刀的三维参数化模型,利用Pro/TOOLKIT对Pro/ENGINEER系统进行了二次开发,设计了球头立铣刀参数化系统的系统菜单,对话框程序,并进行了程序的编译和链接,编写了注册文件,并且最终通过生成不同参数的球头立铣刀模型验证了程序的正确。 3.从球头立铣刀的几何模型着手,将球头立铣刀刀刃进行离散化处理,利用常规铣削力经验公式,建立一个适用于球头立铣刀的三维铣削力模型。并利用An sys有限元软件对球头立铣刀进行静力分析,模态分析。校核所设计铣刀的应力,并将得到的固有频率与立铣刀在外力作用下的振动频率相比较,避免发生共振现象。 本文的研究成果将大大改善高精度数控球头立铣刀的设计方法,缩短刀具的设计周期,从而快速响应市场的需求。同时本文开发的球头立铣刀参数化设计系统也为其他类似的刀具设计的研究提供参考。

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关键词：

球头立铣刀 参数化设计 有限元分析

学位级别：

硕士

学位年度：

2009

DOI：

10.7666/d.Y1464610

被引量：

22