[发明专利]一种圆柱平头带倒角立铣刀的端齿直线刃的刃线设计方法

说明书

本发明公开了一种圆柱平头带倒角立铣刀的端齿直线刃的刃线设计方法，使用圆柱面的切线保证具有齿偏中心量的刀刃设计，以切点来确定齿过中心的长度，由此将直线刃参数设计入直线刃的参数模型中求解模型；在MATLAB环境输入端齿直线刃的参数，使用软件内置绘图功能将刃线进行表达；本发明提高了刃线设计的一致性与设计精度。

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端齿直线刃的刃线设计方法。

背景技术

整体式立铣刀是铣削加工的重要工具，其中倒角立铣刀是硬质合金立铣刀的主要类别，它用于具有倒角形状要求的型腔零件加工。整体式硬质合金立铣刀空间结构复杂、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，对于磨削轨迹的设计的前提是对刃线进行精确表达。目前在工程领域，倒角立铣刀端齿直线刃线的设计对于偏离中心与超过中心的结构参数的建模方法较少，影响了刃线设计的一致性与设计精度。

发明内容

为了对整体式平头带倒角立铣刀端齿刃线进行精确的设计和研究，本发明提供了一种圆柱平头带倒角立铣刀的端齿直线刃的刃线设计方法。

本发明的一种圆柱平头带倒角立铣刀的端齿直线刃的刃线设计方法具体为：

步骤1：刃线几何参数和辅助参数定义：

(1)构建坐标系及辅助面：以刀具回转轴为Z_d轴，倒角刃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；以齿偏中心量r_h为半径在端齿坐标系原点O_d作圆柱面为辅助面。

(2)定义端齿直线刃刃线上的点：设端齿直线刃刃线上的点为P，直线刃与倒角刃的连接点E，直线刃末点为D；过E点做线段与圆柱面相切于点A，该线段与圆柱顶部端面的夹角为向心角η。

(3)在端齿坐标系O_d-X_dY_dZ_d中定义以下参数：D点对应的回转角为E点对应的回转角为x_D__d为端齿坐标系下D点的X_d轴坐标；y_D__d为端齿坐标系下D点的Y_d轴坐标；z_D__d为端齿坐标系下D点的Z_d轴坐标。

步骤2：端齿直线刃线参数模型建立与求解：

设点D'、E'与A'分别为点D、E与A在平面X_dO_dY_d上的投影，刀具设计半径为R，倒角立铣刀的倒角刃角度与宽度分别为k与h；A'D'的长度为齿过中心量l_g，在端齿坐标系下D点在Z_d轴的坐标为：

在端齿坐标系下，直线刃末点D位置为：

根据几何关系易知包含两部分，与因此：

在ΔE'D'O_d中：

在ΔA'D'O_d中：

由此，联立上述各式即得到D点坐标，结合E点对应的回转角度及E点坐标，两点确定一条直线，即求得端齿坐标系下任意点P的坐标，即端齿直线刃的刃线参数。