整体硬质合金立铣刀几何参数检测方法及质量评价系统的研究

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整体式硬质合金立铣刀因其在加工材料硬度、高温耐热性、加工质量、加工效率、使用寿命等方面具有显著的优点,在当今切削加工中被广泛的使用。整体式硬质合金立铣刀的检测是生产中的一个重要环节,贯穿于刀具生产的整个过程。立铣刀的主切削刃是螺旋刃,前后刀面是空间螺旋曲面,其结构形状极其复杂,这使得立铣刀的一些几何参数在加工过程中的检测及其成品的检测比较困难。因此,刀具几何参数的检测成为整体式硬质合金立铣刀质量控制的技术瓶颈。  本文以课题所在的刀具生产企业为依托,主要对该企业现有的检测工艺中存在的问题进行研究,其次对立铣刀生产工艺也提出了一些改进措施,使刀具各个环节的生产流程与检测方法等更加完善与合理。本研究的主要内容和成果如下:  (1)从刀具制造的角度研究了整体式立铣刀各几何参数的控制方法。对控制刀具主要几何参数的工序进行了详细分析,提出了工艺改进措施。研究表明,侧刃前角、侧刃宽、芯部直径这三个重要几何参数是在开槽工序中同时形成的,这三个参数相互制约,必须对开槽砂轮严格修磨才能同时保证三个参数的合格。  (2)对整体式立铣刀设计理论与测量方法进行了研究。对立铣刀几何参数的定义与功用进行了系统地研究,从原理和应用方面分析了一般立铣刀几何参数的测量方法中存在的主要问题,并提出了相应的改进措施。  (3)通过立铣刀的三维建模,在UG环境下实现了对立铣刀复杂空间结构的辅助测量。立铣刀的主切削刃为螺旋刃,很难得到想观测的截面,再加上截面需要刃磨,刃磨表面的粗糙度对之后的测量也有较大的影响。而对立铣刀建立模型以后,可以利用UG中的相应功能更加方便地对立铣刀的各种截面、参数等进行观察和辅助测量,为一些新方法的提出和验证提供了很好的技术支持。  (4)重点分析了立铣刀几个难检测且关键的几何参数——侧刃前角、芯部直径、圆弧半径、锥度等现有测量中存在的问题,改进了其测量方法,并对改进的测量方法进行了实验验证,结果表明改进的方法很好的提高了测量的准确性。  (5)利用GTK界面工具、PYTHON编程语言等建立了一个立铣刀质量评价系统,提升了立铣刀整个生产过程检测的系统性与科学性,为刀具生产质量等级评价建立了参照。  论文的研究工作丰富了刀具的加工与测量理论,有利于提高整体硬质合金刀具的制造质量。
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