SolidWorks螺纹滚道旋风铣削多刀具渐进成形模拟仿真与分析(3)
本论文对螺纹旋风铣削成形的运动特点进行分析，并使用SolidWorks API对螺纹滚道成形过程进行动态仿真。在螺纹旋风铣削仿真过程中，得到切削图像，研究刀具参数和加工工艺参数对轨迹型面滚道形面的影响，通过测量残留高度等数据，分析上述参数对螺纹滚道形面产生的影响，得出结论。其主要参数如表1.1所示。
表1.1 刀具及加工工艺参数表
丝杠直径 导程 刀尖点直径 丝杠螺纹升角
80mm 10mm 90mm 2.278524729°
刀盘转速 丝杠转速 刀具数量 轨迹偏心距
500r/min 2r/min 4 7.940323965mm
1.4 各章节内容与结构关系
第一章综述，主要介绍螺纹旋风铣削的概念和特点、国内外的发展趋势及研究内容与思路，最后阐明本课题的研究意义；
第二章为二文建模理论建模，对旋风铣削二文成形过程进行理论建模，并就螺纹滚道成形面的切除残留高度进行公式推导，计算了不同丝杠转速下的残留高度；
第三章介绍三文绘图软件SolidWorks，并对旋风铣削过程进行三文参数化建模；
第四章对仿真切削代码进行编制，通过对话框实现不同情形的仿真切削；
第五章为仿真分析，在不同旋铣加工工艺参数的情况下，对数据进行测量并分析不同工艺参数对残留高度的影响。
各章节的结构关系如图1.3所示：
图1.3 各章节结构关系图
2 二文理论建模
螺纹旋风铣削成形技术利用安装于刀盘上的多把刀具，通过刀具工件系统的多自由度耦合运动（刀盘高速旋转、工件旋转、刀盘沿工件的轴向运动）来实现螺纹渐进高速高速成形铣削。
在切削过程中，由于刀盘转速远大于工件转速，所以可在每刀切削时忽略工件的转动。为了简化螺纹旋风铣削成形的二文模型，进行如下假设：忽略螺旋升角和工件轴向进给，在每次切削过程中，丝杠固定不动，只有刀盘旋转；当一次切削完成后，为等效丝杠的旋转，刀盘中心沿着偏心距圆旋转一定角度后再进行下一次切削。旋风铣削的二文成形过程如图2.1所示。
图2.1 旋风铣削二文成形过程
如图2.1所示，r为丝杠半径，R为刀盘半径，θ为铣刀偏转角度，e为刀尖轨迹轴心与丝杠轴心的偏心距，Os为丝杠轴心，Ot为刀尖轨迹轴心，An为第n-1次切削与第n次切削刀尖轨迹的交点，设其坐标为（x，y），L为交点An到轴心Os的距离，记作尖点高度。
铣刀偏转角度 （1）
式中，ns为丝杠转速，nt为刀盘转速，N为刀具数量
点An（x，y）满足公式（2）
（2）
由式（2）得：（3）
尖点高度 （4）
预定高度 （5）
式中d0——丝杠直径，d0=2r0
r0——丝杠滚道半径，为3.304mm
e0——丝杠滚道偏心距，为0.232mm
残留高度 （6）
弧长 （7）
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