计算机数控(CNC)加工已被认为是能够生产具有高精度和可靠质量的制造工艺,并在低成本的高质量供应在制造业中起着至关重要的作用,也适用于用于加工零件的切削工具的制造。整体立铣刀是机械加工中最常用的切削刀具之一,用于复杂形状表面的加工。为了提高生产效率,必须组织高质量和快速生产的切削刀具,包括整体铣刀。立铣刀通过许多参数定义,如直径、螺旋角、后角、前角、齿数等。这些参数必须确保了切削过程的切屑流动和加工后工件所需的表面质量。要做到这一点,必须开发满足这些高要求的软件,具有良好的界面并且易于使用。在我的研究工作中,选择了整体立铣刀,开发的软件考虑了整体铣刀的几何特征,使其更容易制造。首先,查阅了该领域的研究现状,包括国内外许多研究人员的研究论文和科学著作,总结整理了定义整体立铣刀的基本几何参数。整体立铣刀其参数结构设计含义:为了保持整体立铣刀圆周切削刃、螺旋槽、端刃和排屑槽的基本结构之间的相对位置关系、刀刃的长度、直径,重要几何参数如螺旋槽、刀刃的前后角和螺旋角在数学上被参数化,使得它们可以在有限的范围内调整。刀具的前角影响加工中的切削力,容屑槽的形状和尺寸决定了刀具的刚性和切屑排出能力,并最终会影响刀具的切削性能和寿命。为了精确磨削出规定的容屑槽,应首先磨出侧切削刃。铣刀夹在刀具磨床工作台上,通过旋转和直线进给匹配,减少了砂轮不必要的角度调整。磨削侧刃第一后刀面后再加工第二后刀面。当机床磨削第一侧刃时,从端部到根部的运动;完成后,再将砂轮调整到合适的位置以从根部到端部研磨第二后刀面。其次,建立了整体立铣刀的数控磨削轨迹模型。为了实现这一过程,建立了模型坐标系,包括工件坐标系、横截面局部坐标系、砂轮坐标系和机床坐标系。对于螺旋槽铣削建模,设定了工件坐标系中砂轮表面坐标的中心,砂轮轴向量和侧刃前刀面的螺旋面方程。侧刃前刀面磨削使用两种方法进行建模计算,一种是端部运动坐标系统方法,另一种是获取第二种拐角位置数据的方法。这些方法包括在工件坐标系中解决砂轮大端面的中心坐标和砂轮轴矢量的解决方案。最后一步是对端刃的前刀面和后刀面的磨削轨迹进行建模,磨削轨迹的建模方法是相同的。根据直角立铣刀实际生产加工的工艺特点,结合磨削参数,采用几何描述法计算砂轮的轨迹。第三,生成数学模型和刀具路径。进行了数控编程软件的功能分析和总体设计。CNC编程软件的总体设计包括整体立铣刀参数化编程。数控磨削程序基于整个立铣刀的磨削轨迹建模计算,确定工艺规划和工艺参数。然后使用参数编程来获得工具位置数据。在后处理之后获得工具位置数据。NC程序使用NC程序进行模拟验证,以确定是否存在碰撞或干扰。根据仿真结果调整过程参数和轨迹控制。以四齿直角整体立铣刀为例,介绍了各步骤参数化编程的过程。所有编程过程均参考工件坐标系。整体立铣刀的数控磨削主要是指侧边和端刃的磨削过程。参考整体立铣刀的实际生产,侧边磨削步骤包括:整体开槽和外圆磨削;端刃磨削步骤包括:端面间隙磨削和前刀面磨削。整体开槽是直角整体立铣刀加工的关键步骤。经过分析,确定该工艺采用平行砂轮磨削方法,因为砂轮具有良好的磨削性能和磨削表面接触面积。砂轮从工件端部到工件夹具的方向的顶部的移动进行磨削,因为这种方法不会引起铣刀的端部的刚度降低。下一步是侧刃后刀面磨削和编程。在本文中,碗型砂轮的大端面的圆弧用作包络侧面的特征线进行磨削。对于刀具的螺旋侧刃,这种近似加工将产生非常小的后角误差,这通常可以忽略不计。端齿磨削是CNC编程软件整体设计的最后一步,通常在端齿齿隙磨削后放置刃磨。在端齿磨削时,碗形砂轮和工件之间的接触面积相对减小。在磨削过程中,碗型砂轮的精度要求更高。之后,对刀具位置数据进行后处理。后处理是指将工具位置数据源文件转换为可由指定的CNC机床执行的数控程序的过程。通过由端部坐标系建模的外圆精加工步骤获得的整体开槽和工具位置数据需要后置。进行处理,此时的后处理,并给出相应的算法。通过外圆磨削几何方法,端面齿隙磨削和前端表面磨削获得的刀具位置数据不需要上述处理。由于几何图形用于除整体插槽之外的其他步骤,因此不需要坐标转换。整体立铣刀数控编程系统使用了Microsoft Visual Studio C++进行开发。从软件结构上看,软件主要包括以下部分:参数输入、数据管理、图形显示、数据处理和文件输出等共5个模块。参数输入的作用是输入工具参数、砂轮组参数和工艺参数。数据库维护输入参数并随时调用它们。基于存储在数据库中的输入结构参数和结构数据,显示图形显示以便于用户的检查。数据处理主要通过一定的算法处理输入数据和数据库中选择的数据,得到数控代码输出的所需的刀位数据;文件输出是通过数据处理获得的刀位数据,并且根据设置的输出方法处理输出代码到TXT文件。数据管理模块包括几个子数据库模块。第一个是工具管理子模块,用于刀具参数定义和刀具数据管理包括刀具基本参数定义、螺旋槽、圆周侧刃、端刃角度、齿隙等。另一个模块是砂轮管理模块,主要功能是设计用于工件加工的砂轮和砂轮组,以计算刀具路径。工艺模块包括整体开槽模块、侧刃磨削模块、端刃间隙磨削模块和端刃磨削模块。在工艺设计过程中,必须首先执行流程设计,即选择好的工序项并进行排序。配置流程后,需要编辑流程中的每个工序,或直接选择流程数据库中存储的可用流程配置。在确定每个工序被配置之后,系统将结合工具参数、砂轮组参数和工艺参数执行数据处理,以获得处理所需的NC代码。最后,对所编写的数控程序进行VERICUT的仿真验证。本部分采用NC磨削自动编程获得的NC程序进行模拟验证。仿真环境基于VERICUT CNC加工仿真软件构建。为了模拟程序中的处理,创建了一个进程树以及一个工具库。在建立上述仿真环境后,可以将通过自动编程获得的NC程序加载到VERICUT中。在仿真过程中,控制仿真速度,或者使用NC程序的单步仿真来更详细地观察仿真过程,分别整体开槽、模拟端面背面磨削和前端面磨削。仿真完成后,可以通过VERICUT自己的测量功能直接测试仿真结果,以验证仿真结果的准确性。由于工具参数数量众多,此处仅列出了几个主要参数进行测量。