整体式立铣刀作为铣刀的一类，是一种圆周及底部都带有切削刃的柄式刀具，可进行侧面、平面、槽以及型面的铣削加工。整体式立铣刀空间结构复杂，尺寸繁多。其中刃数、槽型、螺旋角、周刃前角、周刃后角等关键结构对切削性能的影响较大。

参数化设计本质是一种基于约束的产品描述方法，包括图形的几何约束和拓扑关系约束两部分。几何约束指描述的事具体产品尺寸的量值，是可变参数；拓扑关系约束指产品几何元素见得相交、相邻、平行等拓扑关系信息，为不变参数。在参数化设计过程中，产品拓扑关系保持不变，几何尺寸的改变驱动了产品模型的快速构建。

随着现代材料科学技术的发展，具有高性能的材料不断涌现，如复合材料、钛合金、镍基合金、新型高强度钢等，这些材料大部分属于难加工材料，传统刀具已经不能满足新材料加工对表面质量以及刀具寿命的高要求，整体式立铣刀因其良好的切削加工高性能，在高速切削领域以及航空航天、通用机械、汽车、医疗器械、模具等行业中得到了广泛应用。

目前刀具企业在整体式立铣刀研发过程中通常采用设计-试制-试切的传统模式，由于立铣刀结构形状复杂，需用五轴联动数控工具磨床加工，单个新产品试制费用昂贵；刀具试切需对实际工件进行加工，试切周期长、成本高，尤其是对刀具寿命进行评价时，会大大增加刀具的研发周期，传统的刀具研发模式已经不能满足现代刀具产品以多品种小批量为主的生产模式需求，严重制约了整体式立铣刀研发效率的提升和研发成本的降低。

借助于刀具参数化设计技术，采用参数化设计-加工仿真模式，设计者主需要提供刀具结构参数，不必制造出原型产品，即可在计算机中实现对刀具的三维建模、二维图纸生成、切削仿真等一系列工作，大大降低了刀具研发成本，提高了刀具的设计效率以及刀具生成企业的竞争力。因此，对刀具参数化设计软件系统的研究具有重要意义。

整体式立铣刀参数化设计是指通过输入刀具前角、后脚、螺旋角、直径、刃长等结构尺寸参数，实现立铣刀三维实体模型的自动、快速生成。为实现立铣刀在计算机中的三维参数化设计，首先需要建立在立铣刀结构特征数学描述模型，并运用计算几何、计算机图形学、布尔运算等相关理论和方法，实现立铣刀在计算机中的建模、显示和存储，最后通过编制用户操作界面和数据库完成参数化设计软件系统的开发。因此，整体式立铣刀参数化设计主要研究内容包括数学模型建立和软件实现两部分。

整体式立铣刀数学建模是利用点、线或面的数学表达式对立铣刀各空间结构的尺寸结构和拓扑关系进行描述，而立铣刀模型精度和软件实现难易程度将由其直接决定。目前，针对立铣刀数学建模方面的研究主要包括棒料、螺旋刃线、容屑槽截面线等结构。

棒料作为整体式立铣刀的制造坯料，决定了立铣刀的直径、刃长等基本结构参数以及加持刀柄的选择。米蓉等将立铣刀刀体分为柄部、颈部和工作部分（包括杆部和头部）。结合立铣刀刀柄部特征（锥柄、直柄、有无定位槽）、头部特征（圆角、球头、倒角）。以通用回转体数学模型为基础。得到立铣刀棒料通用教学模型。

铣刀的螺旋刃线为铣刀的前、后刀面和刀具的回转外轮廓的交线，一般螺旋刀具的刃线根据性能要求采用等导程或等螺旋角螺旋线。前苏联的柳克辛根据螺旋运动理论，给出了常螺旋线数学描述方程。龚智辉，何耀雄，Chen,Wang等采用速度法，根据广义螺旋运动理论，将做螺旋运动的点的切向速度方向与回转体母线之间的夹角定义为广义螺旋角，建立了广义螺旋线数学模型，并进一步推导了圆锥面、平面以及球面上的等导程、等螺旋角以及一般螺旋线数学表达式。 整体式立铣刀三维参数化快速造型设计开题报告:http://www.chuibin.com/kaiti/lunwen_206283.html