一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110355614A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201910587931.9(22)申请日2019.07.02(71)申请人西南交通大学地址610031四川省成都市二环路北一段111号西南交通大学科技处申请人成都天佑创软科技有限公司(72)发明人江磊丁国富罗斌丁国华陈思远张剑付建林(74)专利代理机构成都信博专利代理有限责任公司51200代理人舒启龙卓仲阳(51)Int.Cl.B24B1/00(2006.01)B24B3/02(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法(57)摘要本发明公开了一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，在周刃后刀面末端和周刃螺旋槽衔接位置加工一处刀体间隙，具体为：1、设定刀体间隙的几何参数，包括间隙深度、间隙角度和磨削点偏移量；2、设定砂轮磨削姿态，包括工件坐标系和法截面坐标系及对应坐标系下的砂轮姿态；3、计算砂轮磨削轨迹，包括在法截面坐标系计算砂轮中心点坐标以及在工件坐标系计算砂轮轴矢量；4、将计算的轨迹输入五轴数控磨床进行实际磨削，获得需要的齿型和槽型；本发明弥补了整体式立铣刀周刃工艺存在的缺陷，可约束后刀面宽度，改善周刃螺旋槽槽型，获得了较为理想的齿型和槽型。CN110355614ACN110355614A权利要求书1/3页1.一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，其特征在于，在周刃后刀面末端和周刃螺旋槽衔接位置加工一处刀体间隙，具体包括以下步骤：步骤1：设定刀体间隙的几何参数，包括间隙深度d、间隙角度α和磨削点偏移量l；步骤2：设定砂轮磨削姿态，包括工件坐标系Ow-XwYwZw和法截面坐标系On-XnYnZn及对应坐标系下的砂轮姿态；步骤3：计算砂轮磨削轨迹，包括在法截面坐标系计算砂轮中心点坐标以及在工件坐标系计算砂轮轴矢量；步骤4：将计算的轨迹输入五轴数控磨床进行实际磨削，获得需要的齿型和槽型。2.如权利要求1所述的一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，其特征在于，所述步骤1具体为：在周刃法截面定义基准线和基准点：基准线为法截面内刀刃点与刀具回转轴的连线；由于磨削点偏移量的存在，基准点为理论后刀面宽度末点，即周刃后刀面与周刃法截面的交线段理论宽度末点；所述间隙深度d为砂轮磨削点从后刀面末点开始沿着基准线方向向内切入的深度；所述间隙角度α为法截面内刀体间隙与基准线的夹角；所述磨削点偏移量l为磨削点沿着与基准线垂直的方向平移过的距离。3.如权利要求1所述的一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，其特征在于，所述步骤2具体为：选择代号为1A1的标准形状平型砂轮进行磨削，并使砂轮侧边轮廓与被加工刀具相接触，所述工件坐标系Ow-XwYwZw：以刀具回转轴线方向为Zw轴，以工件端面与Zw轴的交点为原点Ow，以原点和周刃曲线起点的连线为Xw轴；所述工件坐标系下的砂轮姿态：在工件坐标系下，设点P(xp,yp,zp)是周刃曲线上一刀刃点，砂轮中心点所在平面与刀具表面接触点为磨削点Pt，该点位于过刀刃点P的法截面内；设磨削点Pt所在的砂轮端平面为平面M，该平面亦为砂轮中心点Og所在平面；平面M与周刃曲线在Pt点的切矢量Ft平行；将平面M绕着砂轮径向矢量Fb，即从点Og指向点Pt的矢量进行旋转的角度定义为砂轮切削角度αt；所述法截面坐标系On-XnYnZn：以刀刃点P为法截面坐标系原点On，以切矢量Ft方向为Zn轴，以法截面内刀刃点与刀具回转轴的连线(基准线)为Xn轴；所述法截面坐标系下的砂轮姿态：点P1为后刀面末点，砂轮磨削点Pt与刀位点P保持相对位置不变；砂轮中心点Og始终位于XnOnYn平面内。4.如权利要求1所述的一种整体式立铣刀刀体间隙磨削工艺的砂轮轨迹求解方法，其特征在于，所述步骤3具体为：A、计算砂轮中心点坐标设砂轮半径为Rg，则法截面坐标系下的砂轮中心点O'g(x'g,y'g,z'g)坐标为：式中后刀面宽度lr和后刀面角度λr均为已知量，将该点坐标变换到工件坐标系下，得到工件坐标系下的砂轮中心点坐标Og(xg,yg,zg)：2CN110355614A权利要求书2/3页Og＝Rn-wO′g+Tn-w(2)式中，Rn-w表示从法截面坐标系到工件坐标系的旋转矩阵，Tn-w表示从法截面坐标系到工件坐标系的平移矩阵，其具体表达式如下：其中，表示刀刃点P处的刀刃曲线回转角，κ表示刀具锥度角，β表示刀刃曲线螺旋角，ρ(zp)表示刀刃点P处的刀具回转半径；ρ(zp)的表达式为：ρ(zp)＝Rw-zptanκ(5)的表达式根据锥度角κ是否为0分为两种情况：当κ＝0时：式中，表示刀刃曲线初始