[发明专利]生成具有齿偏中心量的立铣刀底齿平面刀刃曲线的方法

说明书

本发明公开了一种生成具有齿偏中心量的立铣刀底齿平面刀刃曲线的方法，属于立铣刀技术领域，解决现有技术中未实现刀刃曲线在底齿处偏中心，同时也无法直接应用于圆弧刀体和球头刀体。本发明首先构建圆环刀体和球面刀体通用的圆弧刀体母线模型；在构建了圆弧刀体母线模型的立铣刀上，构建具有偏离中心和向内倾斜的立铣刀的圆弧底齿刀刃曲线。本发明用于生成具有底齿偏中心的平面刀刃曲线。

技术领域

一种生成具有齿偏中心量的立铣刀底齿平面刀刃曲线的方法，用于生成具有齿偏中心量和内倾角的立铣刀底齿平面刀刃曲线，属于立铣刀技术领域。

背景技术

当立铣刀底齿刀刃曲线参与切削时，如铣削型腔圆角，底齿刀刃曲线的刀刃强度较差，当立铣刀底齿刀刃曲线不参与切削时，如铣削型腔圆角时，仅需要平面刀刃曲线参与切削，而不需要底齿直线刀刃曲线参与切削，此时若底齿直线刀刃曲线不具有一定内倾角会增大底齿刀刃曲线中的底齿直线刀刃曲线与型腔面的切触。

目前立铣刀刀刃曲线主要有等螺旋角刀刃曲线、等导程刀刃曲线及平面刀刃曲线等，现有的刀刃曲线如等螺旋角刀刃曲线、等导程刀刃曲线、平面刀刃曲线等，均具有较好的刃形。而等螺旋角刀刃曲线和等导程刀刃曲线因其自身的特性无法构建底齿上与其光滑连接的直线刃。传统的平面刀刃曲线现已被应用于球头刀体，但并未实现刀刃曲线在底齿处偏中心，同时也无法直接应用于圆弧头刀体。

发明内容

本发明针对上述不足之处提供了一种生成具有齿偏中心量的立铣刀底齿平面刀刃曲线的方法，解决现有技术中圆弧头立铣刀和球头立铣刀上的底齿刀刃曲线不具有齿偏中心量和内倾角，造成立铣刀底齿刀刃曲线参与切削时，立铣刀刀刃的强度较差，当立铣刀底齿不参与切削时，增加了底齿刀刃曲线中的底齿直线刀刃曲线与型腔面的切触的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种生成具有齿偏中心量的立铣刀底齿平面刀刃曲线的方法，其特征在于，如下步骤：

(1)构建圆环刀体和球面刀体通用的圆弧刀体母线模型；

(2)在构建了圆弧刀体母线模型的立铣刀上，构建具有偏离中心和向内倾斜的立铣刀的圆弧底齿刀刃曲线。

进一步，所述步骤(1)中，构建圆环刀体和球面刀体通用的圆弧刀体母线模型的公式如下：

式中是以θ为变量的曲线方程，由θ变量绕Z轴旋转，得到圆弧面，圆弧面方程为

其中，R为圆弧刀体母线圆心所在圆的半径、r圆弧刀体半径，当R≠0时，构建成回环回转刀体，当R＝0时，则形成球面回转刀体，θ₀和θ₁为起点和末点的纬度角，控制回转刀体的起始位置。

进一步，所述步骤(2)中，具体步骤如下：

(21)给定内倾角和齿偏中心距，确定决定平面刀刃曲线位置的平面M；

(22)将平面M与圆弧面求交得到平面刀刃曲线，即将平面M与圆弧刀体母线沿Z轴旋转形成的面求交得到平面刀刃曲线；

(23)在圆弧底齿上的平面刀刃曲线上构建底齿直线刀刃曲线，得到立铣刀圆弧底齿刀刃曲线，其中，底齿直线刀刃曲线为平面刀刃曲线末点处的切线。

进一步，所述步骤(21)中决定平面刀刃曲线位置的平面M的具体步骤如下：

(211)给定平面刀刃曲线始点处的纬度角θ₀、回转角度及螺旋角β_r0；

(212)根据广义螺旋角的定义，螺旋角β_r0即为平面刀刃曲线起始点P_r0处的母线切线与平面刀刃曲线切线的夹角；