一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法技术

本发明专利技术公开了一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，包括:S1：绘制待加工螺旋槽成形铣刀的轴向齿形，并将齿形最高点作为齿形计算的起始点；S2：将齿形转换成由多线段组成的齿形，并以平面坐标系X、Y轴坐标点的形式读取多线段的齿形坐标；S3：为计算出用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形，先要计算出成形铣刀在直槽情况下铲齿车刀齿形各对应坐标点；S4：根据螺旋槽成形铣刀的左旋或右旋导程计算铣刀齿形上各坐标点在圆周方面的角度位移，根据角度位移和铣刀铲背量对铲齿车刀的Y轴坐标点进行修形计算，得到最终的铲齿车刀的各点坐标。本发明专利技术的修形精度高，适用于各种有前角的左旋或右旋螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算。齿车刀齿形计算。齿车刀齿形计算。

【技术实现步骤摘要】
一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法


[0001]本专利技术属于机械加工的专用刀具领域，具体涉及一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法。

技术介绍

[0002]成形铣刀按容屑槽结构可分为直槽成形铣刀和螺旋槽成形铣刀，相对于直槽成形铣刀，螺旋槽成形铣刀由于刀刃沿轴向斜排列，在加工时圆周切削力均匀，切削力恒定，切削平稳，是一种先进高效刀具。
[0003]螺旋槽成形铣刀使用效果好，但刀具制作难度较大，特别是成形铣刀的后刃面成形加工一直是刀具生产上的难题。目前的刀具制作方法主要有以下三种。
[0004](1)近似法，铲齿车刀底面加斜角度垫片，斜角度垫片角度同螺旋角，铲刀齿形按角度成比例放大，这种方法齿形误差较大，只能用于齿形精度要求不高的铣刀生产。
[0005](2)点铲法，铲车车刀是一种标准刀片，刀尖是标准圆角，通过数控机床和编程以点铲方式加工成形铣刀后刃面。这种方法对机床和车刀的要求较高，机床精度不良以及车刀刀尖圆角磨损都会造成齿形误差超差。另外对于齿形角小于10
°
或底部圆角较小的齿形，由于刀片形状的限制，齿形无法加工准确。
[0006](3)磨制法，该方法需要配置多轴高精度数控磨床及成形铣刀加工用砂轮齿形计算软件，投入成本较大。虽然磨制的精度高，但由于加工成本过高，无法投入实际生产应用。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，修形精度高，简单方便成本低，适用于各种有前角的左旋或右旋螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形精确计算。
[0008]本专利技术中主要采用的技术方案为：
[0009]一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，具体步骤如下：
[0010]S1：绘制待加工螺旋槽成形铣刀的轴向齿形，并将齿形最高点作为齿形计算的起始点；
[0011]S2：将步骤S1绘制的齿形转换成由多线段组成的齿形，并以平面坐标系X、Y轴坐标点的形式读取多线段的齿形坐标；
[0012]S3：根据步骤S2读取的多线段的齿形坐标计算出用于加工直槽成形铣刀齿形的铲齿车刀齿形各对应坐标点；
[0013]S4：根据螺旋槽成形铣刀的左旋或右旋导程计算铣刀上各坐标点在圆周方面的角度位移，根据角度位移和铣刀铲背量对铲齿车刀的Y轴坐标点进行修形计算，从而得到最终用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀的各点坐标。
[0014]优选地，所述S1中，将齿形最高点设置为原点，齿形最高点左右两边所有点的计算都以齿形最高点为基准进行齿形计算。
[0015]优选地，所述S2中，步骤S1绘制的齿形由圆弧、直线、曲线组成，随后将的步骤S1绘制的齿形分割成0.01mm或0.02mm间隔的多段线。
[0016]优选地，所述S3的具体计算方法如下：
[0017]取螺旋槽成形铣刀前刃面刃口上的齿形上任一点(X
i
，Y
i
)，根据公式(1)即可求得用于加工直槽成形铣刀齿形的铲齿车刀齿形各对应坐标点(X
’
i
，Y
’
i
)：
[0018][0019]式(1)中，K为铣刀铲背量，Z为铣刀齿数，R为铣刀最大外圆半径，γ为铣刀的前角，为铣刀前刃面刃口上任意一点至铣刀轴向基准面的夹角。
[0020]优选地，所述步骤S4的具体方法如下：
[0021]S4
‑
1：计算螺旋槽成形铣刀前刃面刃口上的任意一点(X
i
，Y
i
)相对于直槽成形铣刀在圆周方面的角度位移量θ：
[0022][0023]式(2)中，L为铣刀的导程；
[0024]S4
‑
2：根据公式(3)确定加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀上齿形Y
″
i
点坐标的修正数值C：
[0025][0026]式(3)中，Z为铣刀齿数，K为铣刀铲背量；
[0027]将公式(2)代入公式(3)可得公式(4)：
[0028][0029]S4
‑
3：对于右旋成形铣刀，齿形最高点的左侧部分齿形在铲齿加工时，此处齿形晚于齿形最高点加工，在铲背量K值的作用下，此处齿形的Y点坐标要修正减小，因此左侧齿形的铲齿车刀坐标点计算公式如下：
[0030][0031]对于右旋成形铣刀，齿形最高点的右侧部分齿形在铲齿加工时，此处齿形早于齿形最高点加工，在铲背量K值的作用下，此处齿形的Y点坐标要修正增大，因此右侧齿形的铲齿车刀坐标点计算公式如下：
[0032][0033]对于左旋成形铣刀，齿形最高点的左侧部分齿形在铲齿加工时，此处齿形早于齿形最高点加工，在铲背量K值的作用下，此处齿形的Y点坐标要修正增大，因此左侧齿形的铲齿车刀坐标点计算公式如下：
[0034][0035]对于左旋成形铣刀，齿形最高点的右侧部分齿形在铲齿加工时，此处齿形晚于齿形最高点加工，在铲背量K值的作用下，此处齿形的Y点坐标要修正减小，因此右侧齿形的铲齿车刀坐标点计算公式如下：
[0036][0037]有益效果：本专利技术提供一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，具有如下优点：
[0038](1)本专利技术的铲齿车刀的齿形计算简单方便，且计算精度高，适用于左右旋成形铣刀后刃面齿面加工。
[0039](2)本专利技术的铲齿车刀的设计方法无需添置额外的机床，采用现有制造直槽的铲齿车床即能生产齿形精度较高的成形铣刀，不会增加过多的生产成本，有利于推广应用。
附图说明
[0040]图1为实施例1螺旋槽成形铣刀的端面示意图；
[0041]图2为图1螺旋槽成形铣刀轴向半剖示意图；
[0042]图3为实施例1螺旋槽成形铣刀的齿形转换成多线段的示意图；
[0043]图4为实施例1中步骤S3计算推导示意图；
[0044]图5为实施例1中公式(2)的推导示意图；
[0045]图6为实施例1中公式(3)的推导示意图；
[0046]图7为实施例1中步骤S4的计算推导示意图(右旋成形铣刀)；
[0047]图8为步骤S4的计算推导示意图(左旋成形铣刀)。
具体实施方式
[0048]为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
[0049]实施例1
[0050]本实施例中，螺旋槽成型铣刀的铲齿车刀在加工时不使用斜角度垫片，铲齿车刀水平装夹在车刀架上。通过本专利技术的计算方法，可确定铲齿车刀齿形上各点的横坐标和纵坐标。由于螺旋槽成型铣刀有前角和螺旋角，铲齿车刀水平放置，这样铲齿车刀齿形修正主要是高度尺寸缩短或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，其特征在于，具体步骤如下：S1：绘制待加工螺旋槽成形铣刀的轴向齿形，并将齿形最高点作为齿形计算的起始点；S2：将步骤S1绘制的齿形转换成由多线段组成的齿形，并以平面坐标系X、Y轴坐标点的形式读取多线段的齿形坐标；S3：根据步骤S2读取的多线段的齿形坐标计算出用于加工直槽成形铣刀齿形的铲齿车刀齿形各对应坐标点；S4：根据螺旋槽成形铣刀的左旋或右旋导程计算铣刀上各坐标点在圆周方面的角度位移，根据角度位移和铣刀铲背量对铲齿车刀的Y轴坐标点进行修形计算，从而得到最终用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀的各点坐标。2.根据权利要求1所述的用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，其特征在于，所述S1中，将齿形最高点设置为原点，齿形最高点左右两边所有点的计算都以齿形最高点为基准进行齿形计算。3.根据权利要求1所述的用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，其特征在于，所述S2中，步骤S1绘制的齿形由圆弧、直线、曲线组成，随后将的步骤S1绘制的齿形分割成0.01mm或0.02mm间隔的多段线。4.根据权利要求1所述的用于加工螺旋槽成形铣刀的铲齿车刀齿形计算方法，其特征在于，所述S3的具体计算方法如下：取螺旋槽成形铣刀前刃面刃口上的齿形上任一点(X
i
，Y
i
)，根据公式(1)即可求得用于加工直槽成形铣刀齿形的铲齿车刀齿形各对应坐标点(X'
i
，Y'
i
)：式(1)中，K为铣刀铲背量，Z为铣刀齿数，R为铣刀最大外圆半径，γ为铣刀的前角...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆少峰，徐剑荣，胡世荣，
申请(专利权)人：江阴塞特精密工具有限公司，
类型：发明
国别省市：