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叶轮刀具的研究思路

- 2019-03-15-

     切削刃阵列的球形铣刀微磨削工艺。采用精密修整的金刚石砂轮微尖端,在数控磨床上安装夹具使球形铣刀轴线与砂轮轴线形成一个固定的角度,在球形铣刀表面的弧形切削刃设计点绕刀具轴线在圆周上加工出微切削刃阵列。并且,建立微切削刃阵列的形状和位置控制模型,构建切削前角和后角的参数化模式。实验结果显示,微切削刃结构光滑整齐、无毛刺;设计高度为225μm,角度为75°的6单元微切削刃阵列,实际加工的平均高度误差为4.3μm,平均角度误差为2.6°,切削刃刃口圆弧半径约2μm-8μm。然后,构建五轴联动加工的刀位和姿态的控制模型,叶轮刀具利用微切削原理实现在工件的表面上高效精准复制出与微切削刃阵列结构形状互补的、方向可控的、法向适应曲面的微阵列结构。

     机械零件、人工假体等曲表面体上加工出高精度的微米级结构可以改变其表面特性、从而产生更高的性能。目前的制造工艺流程需要曲面精加工、微结构加工和微结构去毛刺共三套装置和三种工具,并且在较大面积的自由曲面上进行加工比较困难。因此提出采用一种具有微切削刃阵列结构的球形铣刀,通过五轴联动控制在同一设备上加工出微阵列结构自由曲面。

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