基于Floyd算法的整體立銑刀刃形節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)及排屑性能研究.pdf

1、立銑刀是一種使用量很大、形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)型刀具，由于認(rèn)識(shí)誤區(qū)和長期重視不夠，目前我國自主設(shè)計(jì)的立銑刀結(jié)構(gòu)仍然停留在主要依靠經(jīng)驗(yàn)的幾何設(shè)計(jì)階段。針對(duì)不同的工況，采用標(biāo)準(zhǔn)的圓柱面螺旋刃形往往會(huì)造成銑削力偏高，加工效率低下和資源能源大量浪費(fèi)。為此，本文以提高立銑刀銑削性能、降低切削能耗為目標(biāo)，應(yīng)用“平面表像法”、“單元刀具線性綜合法”和考慮刀具排屑干涉的“非線性綜合法”理論，結(jié)合道路交通領(lǐng)域最短路徑算法對(duì)立銑刀刃形進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)并對(duì)其排屑性能

2、進(jìn)行研究，具體內(nèi)容如下：
　　首先，通過普通螺旋立銑刀的端面截形建立了前刀面、后刀面及螺旋切削刃的參數(shù)方程，對(duì)立銑刀逆銑過程進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析并結(jié)合平面表像法，建立了任意刃形立銑刀工作切削角度的通用計(jì)算模型。
　　其次，設(shè)計(jì)了兩組單元刀具斜角切削正交實(shí)驗(yàn)，采用最小二乘法擬合單元刀具三維切削力經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?yīng)用瞬時(shí)剛性力學(xué)模型和線性綜合法分析了普通螺旋立銑刀銑削力建模方法，在此基礎(chǔ)之上建立了任意刃形立銑刀銑削功率模型。
　　在普通

3、螺旋立銑刀前刀面刃形優(yōu)化區(qū)內(nèi)劃分網(wǎng)格，求得前刀面上以切削功率賦值的有向網(wǎng)絡(luò)鄰接矩陣，并在MATLAB平臺(tái)上應(yīng)用Floyd算法實(shí)現(xiàn)了以銑削功率最小為目標(biāo)的刃形曲線搜索。計(jì)算結(jié)果顯示，采用不同的銑削用量，優(yōu)化后的螺旋立銑刀與普通螺旋立銑刀相比銑削功率平均下降25.46％，節(jié)能效果良好。
　　最后，設(shè)計(jì)了四組具有不同前角和刃形角的雙刃V形車刀橫切圓盤形工件的外圓車削實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析了刀具前角、刃形角(排屑方向干涉)、工件直徑(排屑