[发明专利]一种圆柱平头带倒角立铣刀的倒角刃线参数化设计方法

说明书

本发明公开一种圆柱平头带倒角立铣刀的倒角刃线参数化设计方法，首先定义倒角刃线几何参数，再构建坐标系、辅助面和辅助线，然后定义倒角刃线的端点和倒角刃线辅助参数，最后求解倒角刃线上任意一点的参数坐标，刃线的参数模型。本发明通过圆柱面的切线保证具有齿偏中心量的刀刃上的点、圆锥面保证端齿回转形状、引导螺旋线保证周齿与端齿导程一致；是由多条件共同约束得到倒角刃的刃线，通过建立起刃线间的内在关联获得刃线的参数模型，所形成的倒角刃线可以根据立铣刀的端齿、周齿的变化而进行自适应的改变，具有很强的适应性。

技术领域

本发明涉及整体立铣刀的制造技术领域，具体为一种圆柱平头带倒角立铣刀的倒角刃线参数化设计方法。

背景技术

整体式立铣刀是铣削加工的重要工具，其结构按端齿回转轮廓的不同分为：平底无倒角立铣刀、平底带倒角立铣刀(下称倒角立铣刀)、圆弧头立铣刀和球头立铣刀。倒角立铣刀主要用于具有倒角形状要求或对边缘要求不高的型腔加工，其倒角结构还可以改善刀具切削受力，并提升刀具寿命。

整体式硬质合金立铣刀结构复杂，基体材料硬度高、刃磨精度要求高，通常采用五轴联动数控工具磨床与标准砂轮进行磨制，因此对刃线进行精确表达是保证磨削精度的关键。目前在工程领域，倒角立铣刀端齿刃线的参数模型没有考虑到铣刀导程以及直线刃的位置，仅考虑后角角度与后刀面宽度。由此设计出的立铣刀倒角结构并不能随着端齿直线刃的变化而发生变化，并无法保证倒角部分的导程要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种形成的倒角刃线可以根据立铣刀的端齿、周齿的变化而进行自适应的改变，具有很强的适应性的圆柱平头带倒角立铣刀的倒角刃线参数化设计方法。技术方案如下：

一种圆柱平头带倒角立铣刀的倒角刃线参数化设计方法，包括以下步骤：

步骤1：定义倒角刃线几何参数：

定义直线刃偏离中心的距离，即齿偏中心量为r_h；

定义立铣刀倒角刃线起点至终点的轴向距离，即倒角宽度为h；

定义倒角部分回转圆锥的锥度角，即倒角角度为k；

步骤2：构建坐标系及辅助面：

以刀具回转轴为Z_d轴，以刃线起点所在端面为X_dO_dY_d平面，建立端齿坐标系O_d-X_dY_dZ_d；

以r_h为半径在端齿坐标系原点O_d作圆柱面为辅助面；

作圆锥面为另一辅助面，其中圆锥面底面与圆柱面底面重合，刀具半径R为底面半径、刀具倒角高度h为圆锥面高度、倒角角度k为圆锥的锥度；

步骤3：构建辅助线：

以周齿刃线的延长线为引导线，并过引导旋线上的点P_ω作平行于坐标平面X_dO_dY_d的直线，将该直线与圆柱面相切且切点记作A；

连接圆柱截面圆心O与P_ω，交圆锥面于P_k；

步骤4：定义倒角刃线的端点：

将线段AP_ω与圆锥面的交点记作P，由动点P组成的线即为倒角刃线，并建立起各段刃线的联系；

将倒角刃线的起点记作S，连接周齿刃线与倒角刃线；将倒角刃线的终点记作E，连接倒角刃线与端齿直线刃线；

步骤5：定义倒角刃线辅助参数：