[发明专利]一种用于球头铣刀的球面加工方法及其六轴磨床

说明书

本发明公开了一种用于球头铣刀的球面加工方法，通过输出轴底部架设的旋转轴控制其旋转切割铣刀端面的多个侧面成型球面，该方法仅需要加工主轴转动切割和输出轴底部旋转联动即可加工球面，本发明还公开了加工铣刀球端面的六轴磨床，磨床中的伺服控制器通过控制四个移动轨道、加工主轴、输出轴及其底部旋转轴；采用本技术方案，仅用两轴联动加工铣刀端面成球面，克服了原先必须四轴或五轴联动才可以加工球面的技术偏见，以节约生产成本，提高生产效率。

技术领域

本发明属于数控磨床领域，更具体地说，本发明涉及一种用于球头铣刀的球面加工方法及其六轴磨床。

背景技术

数控磨床加工铣刀是目前常见的加工手段，铣刀的球面加工是一个较大的难点，现有技术中，通常设置成加工主轴移动而夹持工件的输出轴不动，这种方式存在的缺点至少有两点：其一，加工主轴的重量比较大，配合转动的电机负载较大，耗电而且使用寿命短，损耗较快；其二，这种设置方式至少需要四个轴同时联动(其中有主轴、主轴绕垂线旋转、主轴输出端旋转和输出轴旋转)，才可以加工球面，非常繁琐和复杂；不仅如此，这种方式还存在另一个问题，由于加工主轴的繁琐加工程序，必然不能考虑到刀刃的切割点变换，因此在刀刃的厚度面消耗是非常不均匀的，需要经常更换刀刃。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种仅需要两轴联动的用于铣刀的球面加工系统法及其六轴磨床，并且主轴的刀刃消耗速度一致。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种用于球头铣刀的球面加工方法，该加工方法是通过数控磨床设置加工，数控磨床中具有用于切割待加工铣刀的加工主轴和夹持并转动待加工铣刀的输出轴，将输出轴的旋转轴线定义为x轴、加工主轴的旋转轴线定义为y 轴以及与地面的垂直线定义为z轴，且加工主轴设置有沿y轴移动的第一轨道和设置在第一轨道移动平台上的第二轨道，且第二轨道沿z轴方向控制加工主轴移动，该输出轴在底部旋转轴的与数控磨床底座之间还设置有沿x轴移动的第三轨道，所述输出轴底部设置有绕其z轴旋转的底部旋转轴，并且输出轴和底部旋转轴之间设置有平行于所述x轴方向移动的第四轨道，输出轴在加工所述铣刀球面步骤时，输出轴通过底部旋转轴绕z轴旋转切割铣刀多侧端面以形成球型端面。

本发明公开的一种用于球头铣刀的球面加工方法，还包括以下步骤：

S1、所述输出轴夹持待加工铣刀通过第三轨道和第四轨道沿x轴移动至加工位置，同时所述加工主轴通过第一轨道和第二轨道移动到对应输出轴的加工位置，并且通过加工主轴和输出轴旋转切割铣刀端面加工凹槽；

S2、完成S1步骤中的凹槽加工之后，所述输出轴以铣刀与加工主轴的对接点为圆心且通过所述底部旋转轴输出扭矩转动，以扫掠切割铣刀端面形成弧面；

S3、所述输出轴在自转过程中，将铣刀经S2步骤中的扫掠切割铣刀端面的多个侧面以形成铣刀端面的球面。

本发明公开的一种用于球头铣刀的球面加工方法，所述S2步骤和S3步骤的球面加工时，所述加工主轴通过第一轨道沿y轴往复移动，且移动范围与加工主轴的刀刃的厚度相等。

本发明公开的一种用于球头铣刀加工的六轴磨床，包括用于控制磨床内加工主轴和输出轴空间内移动和运转的伺服控制系统，伺服控制系统设置有多个信号输出端，其中，磨床内的所述第一轨道、第二轨道、第三轨道、第四轨道及底部旋转轴均连接于该伺服控制系统并接受系统输出的控制信号，并且加工主轴和加工轴均与控制系统的信号输出端相连。

本发明公开的一种用于球头铣刀加工的六轴磨床，所述伺服控制系统包括伺服控制器和七个伺服驱动器，伺服控制器分别通过每个伺服驱动器与第一轨道、第二轨道、第三轨道、第四轨道、加工主轴、输出轴及底部旋转轴中设有的伺服电机相连接，且伺服控制器通过伺服驱动器控制对应的伺服电机旋转以驱动磨床运转，伺服控制器和六个伺服驱动器均置于磨床中具有的控制柜中。