[發(fā)明專利]一種圓柱平頭帶倒角立銑刀的端齒直線刃的刃線設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010101861.4
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111230194B
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江磊;丁國富;陳思遠(yuǎn);馬術(shù)文;張劍;梁紅琴;丁國華
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué);成都天佑創(chuàng)軟科技有限公司
• 主分類號: B23C5/02
• 分類號: B23C5/02
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

本發(fā)明公開了一種圓柱平頭帶倒角立銑刀的端齒直線刃的刃線設(shè)計方法，使用圓柱面的切線保證具有齒偏中心量的刀刃設(shè)計，以切點(diǎn)來確定齒過中心的長度，由此將直線刃參數(shù)設(shè)計入直線刃的參數(shù)模型中求解模型；在MATLAB環(huán)境輸入端齒直線刃的參數(shù)，使用軟件內(nèi)置繪圖功能將刃線進(jìn)行表達(dá)；本發(fā)明提高了刃線設(shè)計的一致性與設(shè)計精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及整體立銑刀的制造技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種圓柱平頭帶倒角立銑刀的端齒直線刃的刃線設(shè)計方法。

背景技術(shù)

整體式立銑刀是銑削加工的重要工具，其中倒角立銑刀是硬質(zhì)合金立銑刀的主要類別，它用于具有倒角形狀要求的型腔零件加工。整體式硬質(zhì)合金立銑刀空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜、刃磨精度要求高，通常采用五軸聯(lián)動數(shù)控工具磨床與標(biāo)準(zhǔn)砂輪進(jìn)行磨制，對于磨削軌跡的設(shè)計的前提是對刃線進(jìn)行精確表達(dá)。目前在工程領(lǐng)域，倒角立銑刀端齒直線刃線的設(shè)計對于偏離中心與超過中心的結(jié)構(gòu)參數(shù)的建模方法較少，影響了刃線設(shè)計的一致性與設(shè)計精度。

發(fā)明內(nèi)容

為了對整體式平頭帶倒角立銑刀端齒刃線進(jìn)行精確的設(shè)計和研究，本發(fā)明提供了一種圓柱平頭帶倒角立銑刀的端齒直線刃的刃線設(shè)計方法。

本發(fā)明的一種圓柱平頭帶倒角立銑刀的端齒直線刃的刃線設(shè)計方法具體為：

步驟1：刃線幾何參數(shù)和輔助參數(shù)定義：

(1)構(gòu)建坐標(biāo)系及輔助面：以刀具回轉(zhuǎn)軸為Z_d軸，倒角刃刃線起點(diǎn)所在端面為X_dO_dY_d平面，建立端齒坐標(biāo)系O_d-X_dY_dZ_d；以齒偏中心量r_h為半徑在端齒坐標(biāo)系原點(diǎn)O_d作圓柱面為輔助面。

(2)定義端齒直線刃刃線上的點(diǎn)：設(shè)端齒直線刃刃線上的點(diǎn)為P，直線刃與倒角刃的連接點(diǎn)E，直線刃末點(diǎn)為D；過E點(diǎn)做線段與圓柱面相切于點(diǎn)A，該線段與圓柱頂部端面的夾角為向心角η。

(3)在端齒坐標(biāo)系O_d-X_dY_dZ_d中定義以下參數(shù)：D點(diǎn)對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角為E點(diǎn)對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角為x_D__d為端齒坐標(biāo)系下D點(diǎn)的X_d軸坐標(biāo)；y_D__d為端齒坐標(biāo)系下D點(diǎn)的Y_d軸坐標(biāo)；z_D__d為端齒坐標(biāo)系下D點(diǎn)的Z_d軸坐標(biāo)。

步驟2：端齒直線刃線參數(shù)模型建立與求解：

設(shè)點(diǎn)D'、E'與A'分別為點(diǎn)D、E與A在平面X_dO_dY_d上的投影，刀具設(shè)計半徑為R，倒角立銑刀的倒角刃角度與寬度分別為k與h；A'D'的長度為齒過中心量l_g，在端齒坐標(biāo)系下D點(diǎn)在Z_d軸的坐標(biāo)為：

在端齒坐標(biāo)系下，直線刃末點(diǎn)D位置為：

根據(jù)幾何關(guān)系易知包含兩部分，與因此：

在ΔE'D'O_d中：

在ΔA'D'O_d中：

由此，聯(lián)立上述各式即得到D點(diǎn)坐標(biāo)，結(jié)合E點(diǎn)對應(yīng)的回轉(zhuǎn)角度及E點(diǎn)坐標(biāo)，兩點(diǎn)確定一條直線，即求得端齒坐標(biāo)系下任意點(diǎn)P的坐標(biāo)，即端齒直線刃的刃線參數(shù)。