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

1、立銑刀是一種使用量很大、形狀復雜的回轉(zhuǎn)型刀具，由于認識誤區(qū)和長期重視不夠，目前我國自主設計的立銑刀結構仍然停留在主要依靠經(jīng)驗的幾何設計階段。針對不同的工況，采用標準的圓柱面螺旋刃形往往會造成銑削力偏高，加工效率低下和資源能源大量浪費。為此，本文以提高立銑刀銑削性能、降低切削能耗為目標，應用“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，結合道路交通領域最短路徑算法對立銑刀刃形進行節(jié)能優(yōu)化設計并對其排屑性能

2、進行研究，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，對立銑刀逆銑過程進行運動分析并結合平面表像法，建立了任意刃形立銑刀工作切削角度的通用計算模型。
　　其次，設計了兩組單元刀具斜角切削正交實驗，采用最小二乘法擬合單元刀具三維切削力經(jīng)驗模型。應用瞬時剛性力學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)絡鄰接矩陣，并在MATLAB平臺上應用Floyd算法實現(xiàn)了以銑削功率最小為目標的刃形曲線搜索。計算結果顯示，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，設計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驗。通過實驗結果分析了刀具前角、刃形角(排屑方向干涉)、工件直徑(排屑