随着航空、航天和汽车等制造业的发展,出现了越来越多的新材料(复合材料、钛合金、镍基合金等),这些材料大都是难加工材料。传统的刀具难以实现这些材料的加工。整体硬质合金立铣刀具有良好的切削性能和较高的表面加工精度,因此被广泛应用于这些材料的加工。但是由于立铣刀的结构复杂,种类繁多,目前我国整体硬质合金立铣刀加工依赖国外的磨削软件。为了填补国内整体硬质合金立铣刀磨削软件方面的不足,本文在国家科技重大专项(2018ZX04041001)的支持下与国内最大硬质合金立铣刀生产厂家株洲钻石切削刀具股份有限公司合作,开展了以下内容的研究工作:整体硬质合金立铣刀磨削模型。根据磨削加工过程中砂轮与棒料相对运动轨迹,对立铣刀的不同特征建立磨削数学模型。立铣刀的周刃特征是由砂轮做螺旋运动形成的,因此在立铣刀刃线上任意点处砂轮与棒料的相对位姿是不变的。基于这种不变性,本文在自然轴坐标系下建立了螺旋槽和周刃后刀面的磨削模型,即砂轮端面法矢量和中心坐标方程。因为砂轮在端刃特征加工过程中的磨削轨迹通常为空间直线或圆弧,所以可以通过特殊位置砂轮位姿推导出整个加工过程中的砂轮的位姿。本文通过该方法建立了立铣刀端刃特征磨削模型。五轴工具磨床通用后置处理。通过对两大类型五轴工具磨床(P型砂轮平动磨床和B型砂轮摆动磨床)结构进行分析,建立一种通用的五轴工具磨床的虚拟模型,通过对该机床模型运动创成函数求解可得通用的后置处理算法,通过该算法可以将砂轮的位姿转换为机床各轴的运动量。磨削工艺软件开发。为了满足整体硬质合金立铣刀设计和加工的需求,本文基于VS+Qt+MATLAB开发了整体硬质合金立铣刀刀磨削工艺软件,实现了从刀具设计到数控程序生成一体化。为了验证立铣刀磨削模型和通用后置处理算法的正确性以及磨削工艺软件的准确性。本文建立了平头立铣刀磨削模型实例,在磨削软件中生成加工工序的刀位文件和数控程序,并通过软件的扩展模块实现参数化建模和砂轮刀轨验证。最后在VERICUT中建立株洲钻石切削刀具股份有限公司使用的KToolG3515五轴工具磨床模型,并在机床模型验证了后处理算法和数控程序的正确性。