[发明专利]一种立铣刀端齿分屑槽的磨削轨迹求解方法

说明书

本发明提出一种立铣刀端齿分屑槽的磨削轨迹求解方法，通过定义端齿分屑槽结构参数，定义磨削坐标系与砂轮初始姿态，设计了适用于不同结构参数的端齿分屑槽砂轮磨削轨迹算法，计算出砂轮磨削轨迹，包括进刀、槽底磨削和退刀过程。本发明能够满足各种结构及参数定义的端齿分屑槽精密加工要求。

技术领域

本发明涉及立铣刀结构设计技术领域，具体为一种立铣刀端齿分屑槽的磨削轨迹求解方法。

背景技术

立铣刀一般用于加工平面、键槽、台阶、凹槽等，具有其良好的切削性能和几何通用性，被广泛应用于各种类型的数控铣削工艺。但当立铣刀切削刃齿数增多时，可能会因容屑槽减小，导致排屑性能变差和切削力变大。目前常用的解决方式是在立铣刀的通用结构上，在端刃侧面额外增加端齿分屑槽的结构，通过减小切削后刀面宽度并连通容屑槽，实现控制切屑的流出方向，达到降低切削力，提高被加工零件的表面质量和延长刀具寿命的目的。因此，针对立铣刀端齿分屑槽磨削方法和相应的轨迹算法开展研究，对提高立铣刀的加工质量、效率和延长其使用寿命具有十分重要的意义。

在端齿分屑槽的功能和结构设计方面，楼希翱等提出了在麻花钻、铰刀、铣刀、成型刀具上分屑槽能提高生产效率和延长刀具寿命，增强人们对分屑槽的实质、作用和重要性的认识。郭伟明等通过理论和试验分析，证明了分屑槽钻头对翻卷毛刺的抑制作用并确定了分屑槽有关参数的选择。任兆应等对具有对称端齿分屑槽结构的钢件断屑钻头进行了加工质量和效率的研究。廖湘辉等对不同分屑槽槽型对刀具性能影响进行了研究，表明了半月型分屑槽铣刀性能最优。章宗城等针对立铣刀分屑槽的合理选用进行了阐述。由上述研究结果可知，虽然端齿分屑槽对刀具性能的作用和影响机理的研究已日趋完善，但是针对端齿分屑槽数控磨削工艺方面的相关研究却较少。随着高端立铣刀研发技术的提高，端齿分屑槽的结构形式和参数的定义日趋多样化，而目前主要采用成型砂轮进行直接磨削，工艺复杂成本高，并且不能满足各种结构及参数定义的端齿分屑槽精密加工要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种立铣刀端齿分屑槽的磨削轨迹求解方法，通过定义端齿分屑槽的几何结构参数和数控磨削工艺参数，设计了适用于不同结构参数的端齿分屑槽砂轮磨削轨迹算法，能够满足各种结构及参数定义的端齿分屑槽精密加工要求。技术方案如下：

一种立铣刀端齿分屑槽的磨削轨迹求解方法，包括以下步骤：

步骤1：定义端齿分屑槽结构参数：

(1)定义端平面为：过立铣刀端齿，并垂直于回转轴线的最外侧平面；

(2)定义端平面中心点为：刀具轴线与端平面的交点；

(3)定义分屑槽深度d为：以刀具回转轴线为基准，端平面中心点至分屑槽槽底的距离；

(4)定义分屑槽角度α为：端平面与端平面中心点处的分屑槽槽底切线的夹角；

(5)定义横向位置l₁为：在端平面上，分屑槽与其相邻切削刃的距离；

(6)定义槽底宽度l₂为：在端平面上，端齿分屑槽槽底的宽度；

(7)定义旋转角度θ为：在端平面上，端齿分屑槽与其对应的端齿切削刃夹角；

(8)定义齿偏中心量h为：在端平面上，端齿分屑槽对应的端齿切削刃到回转轴线的距离；

步骤2：定义磨削坐标系与砂轮初始姿态：

(1)以立铣刀端平面中心点为坐标系原点O_d、回转轴线为坐标系Z_d轴、过端平面中心点且平行于端齿刃线最高点切线的直线为X_d轴，建立磨削坐标系O_d-X_dY_dZ；