[发明专利]一种球头立铣刀及其磨削加工四轴联动设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种铣削工具及其加工设备，特别是一种用于数控机床加工的球头立铣刀及其磨削加工四轴联动设备。

背景技术

球头立铣刀是数控机床加工复杂曲面的一种常用新型结构刀具，在模具制造、汽车制造、航天航空、电子通讯产品制造等行业有着广泛的应用。

目前所见的整体式球头立铣刀的前刀面一般采用四轴联动以下简单的磨削加工设备进行磨削加工形成，其球刃为平面切削刃，球刃前刀面为负前角或部分负前角，且球刃(即球头部分切削刃)前刀面和周刃(即圆周部分切削刃，圆柱形球头立铣刀的圆周部分为圆柱，圆锥形球头立铣刀的圆周部分为圆锥)前刀面不是光滑连接，该类前刀面球头立铣刀在加工过程中，易产生振动、切削不平稳、排屑不畅等现象，用其加工的产品精度和质量较差，使用场合受到限制。另一类磨削加工方法采用五轴联动磨削加工机床进行刃磨。该类磨削加工机床的五轴联动采用两个转动轴和三个移动轴之间联动，设备设计复杂，设备制造精度要求高，制造难度加大，造成设备价格高。购买该类设备的投资大，造成球头立铣刀的生产和刃磨成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在加工过程中不易产生振动、切削过程平稳、排屑顺畅的球头立铣刀，同时提供一种结构较简单，投资较小，价格适中，经济性好的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种球头立铣刀。其构成包括球头部分和圆柱部分(或者圆锥部分)，在所述的球头部分有通过球心的S形球刃、球刃前刀面、球刃后刀面和球刃螺旋槽；在所述的圆柱部分(或者圆锥部分)有螺旋形周刃、周刃前刀面、周刃后刀面和周刃螺旋槽；所述的S形球刃与螺旋形周刃连接，球刃前刀面与周刃前刀面光滑连接，球刃后刀面与周刃后刀面连接，球刃螺旋槽与周刃螺旋槽连接；所述的球刃前刀面的前角为较大正前角，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，靠近圆周部分较小。

上述的球头立铣刀中，在所述的球刃前刀面靠近刃口部分有一个很窄的刃带，形成倒棱，该倒棱的宽度随磨削参数的变化而变化，从内到外呈小大小分布，即靠近顶部较小，中部较大，在靠近圆周部分较小。

一种球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备。包括床身和安装在床身上的水平纵向X轴直线运动平台、水平横向Y轴直线运动平台、垂直方向Z轴直线运动平台、工件旋转轴和前刀面磨头、后刀面磨头，水平纵向X轴直线运动平台与水平横向Y轴直线运动平台相互垂直；工件旋转轴安装在水平纵向X轴直线运动平台上，并可分别随水平纵向X轴直线运动平台和水平横向Y轴直线运动平台沿X轴、Y轴方向移动；垂直方向Z轴直线运动平台与水平纵向X轴直线运动平台和水平横向Y轴直线运动平台搭接或与前刀面磨头和后刀面磨头搭接。

上述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头和后刀面磨头相对安装在机床的两侧。

前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头和后刀面磨头也可沿Z轴方向保持一定间距依次重叠安装。

前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头和后刀面磨头也可相距串装在同一砂轮轴上，但在磨削前刀面和后刀面时，需调整分度，转动一个安装角。

前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头可绕垂直于水平面的轴线在水平面内360度分度转动。

前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，前刀面磨头可绕垂直于X轴和垂直于Y轴的轴线转动。

前述的球头立铣刀的磨削加工四轴联动设备中，水平纵向X轴直线运动平台、水平横向Y轴直线运动平台、垂直方向Z轴直线运动平台均采用滚珠丝杆传动。