[其他]立铣刀及锥度立铣刀的螺旋槽铣削

说明书

本发明是关于立铣刀及锥度立铣刀螺旋槽铣削工艺方法的发明。它属于金属切削刀具制造领域。

多年来，人们在铣削立铣刀螺旋槽时，大多在万能卧式铣床上用不带柄双角铣刀加工。其工作台偏移量S和升高H的计算式为：

S＝ (D)/(2C_os^Zω) S_in(δ+r)-h·S_inδ

H＝ (D)/2 〔1-Cos（δ+γ）〕+h·Cosδ

（其中δ为双角铣刀小角，一般均小于30度）

过去的螺旋槽铣削原理及以上两式，有以下四点不足：

1.工件刀刃上各点的成型，没有在过该点前角的定义位置上（即不在工件正中成型）。

2.S、H的算式系用铣直槽的算式，将其中工件半径用曲率半径替换而成。但法向截形各点曲率半径是不等的，其中心也不一定在椭园的长短轴上。

3.忽略了同一法截面与刀刃前面交线上的各点不是同时成型。

4.忽略了使用双角铣刀的小角面作为工件刀刃前面的成型面时，对螺旋槽“内切”的影响。

当工件螺旋角大于20度时，按以上方法铣出的螺旋槽，其前角与设计前角γ相差很大。尽管人们对公式进行各种修正计算或设计成型铣刀，但都不太理想。近年来，有学者提出用“空间曲面共轭原理”来设计成型铣刀，但这得由专门的数学工作者在大型计算机上解超越方程来实现，且不是每一种沟槽曲线均有解，所以这一原理远未达到实用阶段。

关于锥度立铣刀螺旋槽铣削，目前多数企业借用以上立铣刀的原理和方法，将锥度立铣刀刀刃中点处的D和槽深h代入上式计算。这不仅不能得到设计前角γ，且刀刃各点处的前角均不等，有时还会出现负前角。这是因为螺旋角ω随工件直径不断变化的缘故。为此，有的企业采用了等螺旋角装置，使工件ω不变化，但仍不能解决铣出的前角与设计前角γ不等的问题，且每一规格的锥度立铣刀还得专门制作一对非园齿轮。

本发明的目的是：深化螺旋槽成型机理，提供一种新的螺旋槽铣削方法，使铣出的锥度立铣刀刀刃各点前角相等，且使立铣刀及锥度立铣刀的前角与设计前角γ相等。

本发明的原理是：先假定锥度立铣刀刀刃上任何一点的成型，均处于该点前角的定义位置上（即工件正中），并由此确定机床工作台、双角铣刀、工件三者应该具备的正确位置，考虑到过该点的法截面与刀刃前面交线上各点不是同一时刻成型，经过准确的数学分析推导，得出铣螺旋槽时的各项参数。再将这一结果经过两次空间旋转变换，使这一方法能在任何带立铣头的铣床（包括普通立铣、卧铣）上进行。

立铣刀是锥度立铣刀的一种特例（此时锥角等于O）。因此，也可以将这一方法很方便地用于立铣刀螺旋槽的铣削。

为适应这一工艺方法，特设计了一套带柄双角铣刀。

用以上方法铣削的立铣刀及锥度立铣刀螺旋槽，前角与设计前角相等，对锥度立铣刀来说，还能使刀刃各点前角都相等，提高了质量。同时给以后的磨削工序带来方便，相应也提高了生产率。本发明的另一个优点是：可以在任何带立铣头的铣床上铣制螺旋槽，也勿需制作复杂的等螺旋角装置及非园齿轮，适应性广且降低了成本。

附图描述了本发明的具体实施办法。

附图1：本工艺方法所采用的带柄双角铣刀。特点是：θ₁一般选在40至50度间，θ₁大于θ₂。工作时，θ₁所指示的锥面刀刃使工件刀刃前面成型。

附图2：在任何带有立铣头的铣床上铣制立铣刀螺旋槽示意图。立铣头搬转ψ′_yoz角，工作台和工件水平放置。对刀点选在工件正上方，对刀后工作台升高h′，横向进给b′。

附图3：在万能回转头铣床上铣制锥度立铣刀螺旋槽示意图。回转铣头在两个方向分别搬转ψ″_zx与ψ″_xoz角。工作台水平放置，工件头部上翘一个β″_D角。在工件刀刃长度中点对刀，先将中点划出，装在分度头上以后，将中点转至与机床铅垂轴线夹成α角的地方。对刀后工作台的升高量为h″_中，横向进给量为b″_中横，纵向进给量为b″_中纵（b″_中纵必须在分度头挂轮脱开的情况下进给）。