[发明专利]带沟槽铣刀及其沟槽磨削方法

权利要求书

1.一种带沟槽铣刀，其特征在于：包括刀柄和设置于所述刀柄一端的刀头，所述刀头上设有多条切削刃，各所述切削刃在所述刀头的底部相交于刀尖，各所述切削刃的前刀面上均设有一个沟槽且所述沟槽沿所述切削刃延伸方向设置，所述刀柄内部设有切削液通道，所述切削液通道向所述刀头一端延伸并与各所述沟槽的始端连通，各所述沟槽的末端均朝向所述刀头的底部设置并朝向所述刀尖，所述沟槽为槽口窄槽底宽的缩口沟槽。

2.根据权利要求1所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述切削刃包括周刃、底刃和过渡刃，所述周刃呈螺旋形设置于所述刀头外周且所述周刃的螺旋半径由靠近所述刀柄的一端向另一端逐渐减小，所述周刃绕所述刀头的轴线旋转而成的面为周刃回转曲面，所述周刃回转曲面的回转母线为圆弧线，所述底刃设置于所述刀头底部，所述底刃绕所述刀头的轴线旋转而成的面为底刃回转曲面，所述底刃回转曲面的回转母线为圆弧线，所述底刃与所述周刃通过所述过渡刃圆滑连接，所述过渡刃绕所述刀头的轴线旋转而成的面为过渡刃回转曲面，所述过渡刃回转曲面的回转母线为圆弧线。

3.根据权利要求2所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述沟槽包括依次连接的第一沟槽、第二沟槽和第三沟槽，所述第一沟槽和所述第二沟槽设置在所述周刃的前刀面上，所述第一沟槽和所述第二沟槽沿所述周刃延伸方向设置，所述第三沟槽设置在所述底刃的前刀面上，所述第三沟槽沿所述底刃延伸方向设置，所述切削液通道与所述第一沟槽的始端连通，所述第三沟槽末端朝向所述刀头的底部设置。

4.根据权利要求1所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述切削液通道包括主切削液通道和支切削液通道，所述主切削液通道和所述支切削液通道均为圆柱状，所述主切削液通道始于所述刀柄的端面中心处，并向所述刀头内部延伸；所述主切削液通道在所述刀头内部中心处与所述支切削液通道连通，所述支切削液通道由所述刀头内部向所述切削刃的前刀面延伸并与所述沟槽始端连通。

5.根据权利要求2所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述刀柄半径记作R，所述底刃回转曲面的回转母线的半径为1.2R-4R；所述周刃回转曲面的回转母线的半径为23R-60R；所述过渡刃回转曲面的回转母线的半径为0.1R-0.2R。

6.根据权利要求1所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述沟槽内部的两侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁靠近所述刀头的轴线。

7.根据权利要求6所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述第一侧壁与所述第二侧壁由圆弧形槽底相连接，所述第一侧壁与所述第二侧壁关于所述圆弧形槽底的中心面对称设置，所述沟槽的槽深由始端至末端逐渐变为零。

8.根据权利要求3所述的带沟槽铣刀，其特征在于：所述第一沟槽、所述第二沟槽和所述第三沟槽的长度相等，所述第一沟槽的槽深由始端至末端逐渐变浅且所述第一沟槽的末端槽深为始端的2/3；所述第二沟槽始端槽深与所述第一沟槽末端槽深一致，所述第二沟槽的槽深由始端至末端逐渐变浅且所述第二沟槽的末端槽深为始端的1/3；所述第三沟槽始端槽深与所述第二沟槽末端槽深一致，所述第三沟槽的槽深由始端至末端逐渐变为零。

9.一种权利要求1～8中任意一项所述的带沟槽铣刀的沟槽磨削方法，其特征在于：采用砂轮在切削刃的前刀面上磨削沟槽，并对砂轮的磨削方向进行调整，使砂轮沿切削刃延伸方向进行磨削，并使磨削出的沟槽末端朝向刀头的底部。

10.根据权利要求9所述的带沟槽铣刀的沟槽磨削方法，其特征在于：所述沟槽为槽口窄槽底宽的缩口沟槽，所述沟槽内部的两侧壁分别为第一侧壁和第二侧壁，所述第一侧壁靠近所述刀头的轴线，所述第一侧壁与所述第二侧壁由圆弧形槽底相连接，所述第一侧壁与所述第二侧壁关于所述圆弧形槽底的中心面对称设置，所述沟槽的槽深由始端至末端逐渐变为零，包括以下步骤：

S1：第一侧壁的磨削：采用碟形砂轮的大端面进行磨削，沿前刀面的切向和法向，建立以碟形砂轮的大端面与前刀面接触点为原点的直角坐标系X₁O₁Y₁，其中，Y₁正方向垂直前刀面向外，调整碟形砂轮的大端面与Y₁轴之间的角度为θ₁，控制碟形砂轮沿其大端面所在平面朝Y₁轴负方向移动磨削，使碟形砂轮移动距离在Y₁轴负方向的投影为d，完成第一侧壁初始端深度的磨削；然后，控制碟形砂轮的大端面沿着切削刃方向移动磨削且磨削深度逐渐减少，直至碟形砂轮的大端面磨削前刀面深度为零，并使第一侧壁末端朝向刀头的底部；

S2：第二侧壁的磨削：采用碟形砂轮的大端面进行磨削，建立以碟形砂轮的大端面与前刀面接触点为原点的直角坐标系X₂O₂Y₂，其中，Y₁正方向垂直前刀面向外，O₂X₂与O₁X₁共线，O₂位于O₁外侧且O₁O₂的距离为沟槽槽口的宽度，调整碟形砂轮的大端面与Y₂轴之间的角度为θ₂，其中θ₂等于θ₁，控制碟形砂轮沿其大端面所在平面朝Y₂轴负方向移动，使碟形砂轮移动距离在Y₂轴负方向的投影为d，完成第二侧壁初始端深度的磨削；然后，控制碟形砂轮的大端面沿着切削刃方向移动磨削且磨削深度逐渐减少并与第一侧壁磨削时深度变化保持一致，直至碟形砂轮的大端面磨削前刀面深度为零，并使第二侧壁末端朝向刀头的底部；

S3：圆弧形槽底的磨削：建立以O₁O₂中点为坐标原点的直角坐标系X₃O₃Y₃，其中，Y₃正方向垂直前刀面向外，O₃X₃与O₁X₁共线，调整碟形砂轮的大端面与第一侧壁初始端贴合并使碟形砂轮的大端面外边缘与第一侧壁初始端底边重合，控制碟形砂轮以经过坐标原点O₃并垂直于X₃O₃Y₃平面的直线为摆动轴向第二侧壁方向摆动磨削至碟形砂轮的大端面与Y₃轴之间的角度为β₁，使碟形砂轮的大端面外边缘磨削至少圆弧形槽底的一半，以此碟形砂轮的大端面所在的平面为第一平面，然后，碟形砂轮在第一侧壁和第一平面之间往复摆动并沿着第一侧壁底边移动磨削直至移动到第一侧壁底边末端；调整碟形砂轮的大端面与第二侧壁初始端贴合并使碟形砂轮的大端面外边缘与第二侧壁初始端底边重合，控制碟形砂轮以经过坐标原点O₃并垂直于X₃O₃Y₃平面的直线为摆动轴向第一侧壁方向摆动磨削至碟形砂轮的大端面与Y₃轴之间的角度为β₂，使碟形砂轮的大端面外边缘磨削至少圆弧形槽底的一半，以此碟形砂轮的大端面所在的平面为第二平面；然后，碟形砂轮在第二侧壁和第二平面之间往复摆动磨削并沿着第二侧壁底边移动磨削直至移动到第二侧壁底边末端；

S4：碟形砂轮的退出：将碟形砂轮沿Y₃轴正方向退出。