[发明专利]一种球头立铣刀端刃间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法

说明书

本发明提出一种球头立铣刀端刃间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，首先定义端刃间隙几何参数和砂轮磨削姿态，再计算磨削坐标系下的初始磨削轨迹及端刃间隙工艺磨削过程中添加各项工艺参数后的磨削轨迹，然后计算砂轮轴矢量，最后将磨削轨迹变换到工件坐标系下。本发明的磨削轨迹可去除端刃尖点，改善球头立铣刀端部回转形状，从而弥补球头立铣刀端刃工艺的不足；并可作为粗加工工艺减少后刀面磨削余量，达到保护工件和砂轮的目的。

技术领域

本发明涉及整体立铣刀加工技术领域，具体为一种球头立铣刀端刃间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法。

背景技术

在加工两刃、三刃等刃数较少的球头立铣刀时，时常发现在球头后刀面和周刃螺旋槽衔接处向外凸出，形成端刃尖点。一旦端刃尖点最高点到回转轴的距离大于球头半径，球头部分在高速旋转时所形成的回转体形状将不再是规则的球形，从而严重影响加工表面的质量。因此球头立铣刀的制造过程中，还需要添加一道工艺来去除端刃尖点，称其为端刃间隙(或称刀尖间隙、球头端面)工艺。

球头立铣刀端刃球形轮廓主要通过后刀面工艺加工成型。对于圆柱形棒料，磨削后刀面时其磨削余量很大，尤其对于硬质合金等硬度较大的棒料，直接使用后刀面工艺使球头成型是很不安全的。如果将端刃间隙工艺放在后刀面工艺前进行磨削，则可以起到粗加工的效果，从很大程度上减小后刀面工艺的磨削余量，达到保护工件和砂轮，提高后刀面表面磨削质量的目的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种在球头立铣刀端部添加端刃间隙的磨削工艺，从而达到改善球头回转体形状，清除端刃尖点和减少后刀面工艺磨削余量的目的的球头立铣刀端刃间隙的磨削轨迹求解方法。技术方案如下：

一种球头立铣刀端刃间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，包括以下步骤：

步骤1：定义端刃间隙几何参数：将端刃间隙的外轮廓定义为磨削平面上的一段圆弧，设圆弧起点为P₀，末点为P₁，圆弧中心为O_b；

(1)圆弧起点P₀的位置通过起点半径R和起点长度L来约束，起点半径R定义为点P₀到刀具回转体轴线方向的径向距离；起点长度L定义为点P₀到球头顶点的轴向距离；

(2)圆弧末点P₁的位置通过末点半径r和末点长度l来约束，末点半径r定义为点P₁到刀具回转体轴线方向的径向距离；末点长度l定义为点P₁到球头顶点的轴向距离；

(3)将圆弧起点P₀的切线与刀具回转体轴线方向的夹角定义为初始切入角κ₀。

步骤2：定义砂轮磨削姿态：

(1)磨削坐标系定义：以球头顶点为坐标系原点O_d，以刀具回转体轴线方向为坐标系Z_d轴，以球头刃线在球头顶点处的切线方向为X_d轴建立磨削坐标系O_d-X_dY_dZ_d；

(2)砂轮初始姿态定义：将各项工艺参数为0时的姿态定义为砂轮初始磨削姿态，在磨削过程中，砂轮中心点O_g运动形成的轨迹即为砂轮磨削轨迹，其起点为O_g0，末点为O_g1；