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立铣刀作为外形复杂的回转类型刀具,与数控机床或加工中心配合可以实现高效率、高质量的加工,其在航空航天、汽车、船舶制造工业等制造领域应用广泛。研究有关立铣刀设计理论,综合各种先进设计方法和技术,并建立其计算机辅助设计系统,不但能降低立铣刀设计成本、缩短设计周期,也将带动我国刀具设计向数字化、柔性化、自动化方向发展。本文对立铣刀进行参数化建模基础上,利用VB通过OLE Automation技术对CATIA进行二次开发,研发了一套立铣刀三维参数化设计系统。论文主要研究工作如下：1、建立五大类立铣刀的通用数学模型：构造了涵盖圆柱面、圆锥面、圆环面以及球面等常用立铣刀回转面及其组合的毛坯曲面通用数学模型；建立回转面上等螺旋角刀刃曲线模型并推导其在柱面和球面上的参数方程；设计并计算出立铣刀两种柱齿螺旋槽端面截形并给出螺旋槽法面截形到端面截形的转化方程。2、通过VB编程操作CATIA实体、线框曲面对象及属性,进行立铣刀参数化建模：在分析五大类立铣刀结构特征不同基础上,将其归结为平头立铣刀与球头立铣刀两大类,并分别设计其参数化实体建模流程；利用程序描述立铣刀通用数学模型,在CATIA中自动生成两大类立铣刀的毛坯及柱齿,并在其基础上研究了球齿、端齿、过渡齿以及其它细节的实体参数化建模方法并编程实现。3、立铣刀三维参数化设计系统设计：分析系统功能基础上制定系统参数化设计流程；建立立铣刀的结构参数推理知识库,用户只需输入合理刀具设计参数,系统即可自动生成满足所有参数要求的立铣刀三维实体模型。以四齿直柄数控立铣刀为例对设计模型的参数准确性、系统参数化建模可靠性进行了测试验证,并将设计结果于Vericut中进行加工仿真以验证其加工可行性。本文研发的系统实现了立铣刀设计计算与可视化的统一,自动生成的满足所有合理设计参数的立铣刀三维实体模型,能为刀具CNC磨削参数的确定提供依据,也可为刀具加工仿真、检测提供支持。本文首次对多种类型立铣刀进行系统的分析,研究得出适用于多种类型立铣刀的通用数学模型与三维参数化建模方法,并开发出立铣刀三维参数化设计系统,对相关领域的刀具设计具有借鉴和推广意义。