[发明专利]一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀及其磨削方法

权利要求书

1.一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀，其特征在于：包括圆柱体状的刀柄部和切削刃部，所述切削刃部包括旋轮线刃部和周刃部，所述旋轮线刃部包括两条结构相同且对称分布的旋轮线刃，两条所述旋轮线刃在所述切削刃部顶点处连接，所述周刃部包括两条结构相同且对称分布的周刃，所述周刃与所述旋轮线刃靠近刀柄部处的一端光滑连接；所述周刃设置于所述旋轮线刃部与所述刀柄部之间，两条所述旋轮线刃之间开设有两条中心槽，两条所述周刃之间开设有两条对称的渐变螺旋槽，所述渐变螺旋槽与相应的所述中心槽相连；

所述旋轮线刃部的轮廓曲线为旋轮线曲线，所述旋轮线曲线为一个虚拟圆在一条定直线上滚动时，圆周上一个定点的轨迹；所述旋轮线曲线长半轴的长度为R，与刀柄部半径相同，短半轴的长度为h，与所述旋轮线刃部的顶点到所述旋轮线刃部与所述周刃部的相接处的垂直距离相同；

所述旋轮线的曲线方程为

x＝a(θ-sinθ)

y＝a(1-cosθ)

其中a为虚拟圆的半径，θ为虚拟圆的半径所经过的角度，0°≤θ≤360°；

由旋轮线性质可知：

R＝πa

旋轮线刃的轴向长度：

h＝2a。

2.根据权利要求1所述的钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀，其特征在于：所述旋轮线刃部加工有位于旋轮线刃的前刀面与旋轮线刃之间的旋轮线刃强化带，所述旋轮线刃强化带角度为20°～30°之间，所述旋轮线刃强化带宽度m取值范围为0.1mm～0.2mm，且所述旋轮线刃强化带的宽度自周刃部处至切削刃部顶点处逐渐变小，所述周刃部加工有位于周刃与周刃的前刀面之间的周刃强化带，所述周刃强化带的角度与旋轮线刃部的旋轮线刃强化带的角度相同，所述周刃强化带宽度和所述旋轮线刃与周刃相接处的旋轮线刃强化带宽度相同。

3.根据权利要求2所述的钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀，其特征在于：所述旋轮线刃部加工有位于旋轮线刃与旋轮线刃第一后刀面之间的旋轮线刃缓压带，所述旋轮线刃缓压带与所述旋轮线刃强化带关于旋轮线刃对称设置，所述旋轮线刃缓压带角度的取值范围为-5°～-20°，旋轮线刃缓压带宽度n取值范围为0.1～0.2mm，且所述旋轮线刃缓压带的宽度自周刃部处至切削刃部顶点处逐渐变小，所述周刃部加工有位于周刃与周刃第一后刀面之间的周刃缓压带，周刃缓压带的角度与旋轮线刃部的旋轮线刃缓压带角度相同，周刃缓压带宽度保持与旋轮线刃与周刃相接处的旋轮线刃缓压带的宽度相同。

4.根据权利要求1所述的钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀，其特征在于：所述渐变螺旋槽的螺旋角从所述旋轮线刃部与所述周刃部的相接处到所述周刃部与刀柄部相接处逐渐减小；切削速度为100-150m/min，切削深度为0.2-0.4mm时，所述渐变螺旋槽以三次函数y＝15x³-11x²+1.4x+0.99渐变形成，当切削速度为70-100m/min，切削深度为0.4-0.6mm时，所述渐变螺旋槽以二次函数y＝3.3x²-2.7x+1.3渐变形成，当切削速度低于70m/min，切削深度低于0.2mm时，螺旋槽以一次函数y＝0.56x+1无渐变形成。

5.根据权利要求1所述的钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀，其特征在于：所述中心槽包括所述旋轮线刃的前刀面、中心槽壁面及中心槽面。

6.一种钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀磨削方法，其特征在于：包括磨削后刀面；调整碗型砂轮的大端圆面偏离后刀面一个磨削角度v，铣刀绕A轴旋转，并沿着X轴移动，碗型砂轮从铣刀顶点开始磨削，磨削点的坐标通过铣刀初始坐标系0-XYZ、铣刀绕Z轴顺时针旋转角度w形成的坐标系0-X3Y3Z3、铣刀绕Y3轴顺时针旋转角度p形成的坐标系0-X4Y4Z4之间的坐标转换建立，碗型砂轮的磨削方向为T，完成后刀面的磨削。

7.根据权利要求6所述的钛合金加工用渐变螺旋槽旋轮线铣刀磨削方法，其特征在于：磨削旋轮线刃强化带与旋轮线刃缓压带；选取平砂轮，铣刀绕A轴旋转，并沿着X轴移动，正向磨削过程中完成旋轮线刃强化带的磨削，然后平砂轮沿着垂直于铣刀轴线的方向退开，反向回程过程中加工出旋轮线刃缓压带，在一正一反中完成旋轮线刃强化带和旋轮线刃缓压带的磨削。