金属切削加工作为金属成形工艺中的材料去除加成型方法,在目前机械产品制造中占有非常大的比重。而刀具作为切削加工的主要工具,良好的刀具结构是充分发挥切削性能的关键。由于高速切削加工在各个新型领域的使用日益广泛,对刀具性能的要求也在逐步提升。本文在前人对立铣刀研究的基础上,以圆弧头立铣刀为对象,研究其端齿部分的刀刃曲线数学模型和磨削工艺算法模型。为了方便表达,本文均采用四阶齐次变换矩阵的形式对计算结果进行描述。本文的主要内容如下:(1)针对圆弧头立铣刀刀刃曲线各部分的光滑过度问题,以及端齿结构优化问题,本文提出了一种由圆弧回转面和空间柱面相交得到的圆弧刃刃线模型,以及具有齿偏和齿过中心量等结构的直线刃刃线模型。实现了直线刃线、圆弧刃线和周齿螺旋刃线的光滑连接,增加了圆弧刃线长度。(2)针对圆弧头立铣刀周齿与端齿前刀面的过渡问题,提出了磨削圆弧刃前刀面的砂轮刀位轨迹算法,以此实现了周齿与端齿前刀面的光滑连接。定义了一种切深磨削点轨迹曲线,可以同时约束圆弧前刀面的宽度和前角;定义了圆弧刃在平面中的瞬时前刀面,计算出瞬时前刀面中的砂轮磨削轨迹和姿态,经变换得到砂轮实际加工轨迹。(3)针对圆弧头立铣刀端齿前角及直线刃前刀面宽度的约束问题,提出了磨削端齿直线刃前刀面及容屑槽的砂轮轨迹算法。定义了一条前刀面宽度约束引导曲线,实现对于直线刃前刀面宽度的可调性。对于容屑槽的槽底形状,定义了一种圆弧形槽底,有利于刀具实际使用中的排屑流畅性。最后经过空间坐标变换,得出砂轮在工件坐标系下的可直接用于加工的刀位轨迹。(4)针对圆弧头立铣刀端齿后刀面后角和宽度的约束等问题,提出了磨削端齿后刀面的砂轮轨迹算法。定义了一种后刀面约束曲线,实现了对端齿后角及后刀面宽度的控制。将后刀面分为直线后刀面和圆弧刃后刀面,分别建立了后刀面坐标系和瞬时后刀面坐标系进行计算,实现了两部分的光滑过渡。最后经过空间坐标变换,得出砂轮在工件坐标系下的可直接用于加工的刀位轨迹。最后,将上述所有模型通过C++编写为相应程序,进行仿真和实际加工验证,所得验证结果证明了本文算法模型的正确性和可行性。