[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

摘要

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。

主权项

1.一种圆柱平头带倒角立铣刀的倒角刃线参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：定义倒角刃线几何参数：/n定义直线刃偏离中心的距离，即齿偏中心量为r_h；/n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；/n定义倒角部分回转圆锥的锥度角，即倒角角度为k；/n步骤2：构建坐标系及辅助面：/n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；/n以r_h为半径在端齿坐标系原点O_d作圆柱面为辅助面；/n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；/n步骤3：构建辅助线：/n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；/n连接圆柱截面圆心O与P_ω，交圆锥面于P_k；/n步骤4：定义倒角刃线的端点：/n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；/n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；/n步骤5：定义倒角刃线辅助参数：/n在端齿坐标系O_d-X_dY_dZ_d中，P'、P_k'与P_ω'分别为P、P_k与P_ω在平面X_dO_dY_d上的投影，在此坐标系下，定义以下参数：∠P'_ωO_dS为引导线对应的回转角线段O_dS与坐标轴X_d的夹角为初始回转角∠SO_dP'为P点对应的回转角度z_{p_d}为端齿坐标系下P点的Z_d轴坐标；/n步骤6：求解倒角刃线上任意一点的参数坐标：/n设圆柱立铣刀周齿螺旋角为β，端齿坐标系O_d-X_dY_dZ_d引导螺旋线上的点表示为：/n /n式中：x_{l_d}、y_{l_d}与z_{l_d}是引导螺旋线上任意点的坐标，R为圆柱半径；β为螺旋角；/n端齿坐标系下，倒角刃线上的点P的坐标表示为：/n /n式中：x_{P_d}、y_{P_d}与z_{P_d}是引导螺旋线上任意点的坐标；/nP点对应的回转角为：/n /n由于P_ω是引导螺旋线上的点，因此：/n /n∠P'_ωO_d'P'为：/n /n在△A'O_d'P_ω'中：/n|O_dP'|＝|O_dP'_k|＝R-z_{P_d}·tank (6)/n将上述各式联立，得倒角刃线上任意一点在端齿坐标系O_d-X_dY_dZ_d下的坐标，即刃线的参数模型。/n