专利名称：大悬深单切削刃成型铣刀的制作方法
技术领域：
本发明提供一种大悬深单切削刃成型铣刀，可加工型腔内部成型面的铣削刀具，
属于金属切削加工技术领域。
背景技术：
在成型车、镗、刨刀机械加工领域中，传统的加工成型面的工艺方法为(见附图 一 )，先加工出成型截面对刀样板，技术工人再根据样板手工磨制切削刃。缺点为手工磨制 的切削刃，形状精度等级低，且每次刃磨的质量不稳定。只能用于回转体或直线方向上的加 工，不能用于任意二维曲线方向上的加工。
发明内容
本发明提供一种大悬深单切削刃成型铣刀，解决了现有标准铣刀在沿二维曲线方 向加工铝合金工件成型面时，无法采用二维加工方法，只能采用三维数控加工，其效率低的 缺点。 同时解决了现有的采用数控工具磨床磨削成型铣刀的铣刀制造方法，其成本高且 有些刃型无法刃磨的缺点。
本发明大悬深单切削刃成型铣刀，其特征在于成型刀块插入刀杆一端的方孔；
通过刀杆端头的锁紧螺钉将成型刀块紧固在刀杆上。
本发明铣刀的加工方法，包括以下步骤 1)求取制件截面绕Z轴旋转所成的回转曲面 根据已知制件截面在xoz平面上曲线为f (x) = z 其绕Z轴旋转在xyz空间坐标系中所成空间曲面方程为 F ( ± V +/ ， z ) =0 2)求取前刀面与回转曲面相交所成的空间曲线 在空间坐标系xyz中前刀面所在平面的平面方程为 f前刀面(x)二y 空间曲线方程为
<formula>formula see original document page 3</formula> 3)坐标系平移 将原坐标系xyz沿-x方向移动至0'点，曲线方程式为
<formula>formula see original document page 4</formula>4)坐标系旋转
将平移后的坐标系顺时针旋转角度e (后角)，建立新的坐标系x' y' z' 则在x' y' z'中的曲线方程式为
<formula>formula see original document page 4</formula>5)将x' y' z'中的空间曲线向x' o' z'平面投影
将步骤四中的曲线方程中的变量y消去即得在x' o' z'平面上的投影曲线
:刀具前角；9 =刀具后角；R2 =切削刃绕主轴旋转所成的最大回转
F投影(x')
上式中a 半径； 将刀块的主后刀面平行于线切割机床钼丝方向摆正，按照步骤一计算出的投影曲 线F投影(x' ) = z'加工出刀块的切削刃。 本发明技术方案带来的有益效果在于根据成型车刀的切削原理，将车削过程中 的主、被动运动互换，应用于数控铣床，设计了铝合金加工用单切削刃成型铣刀。在满足加 工精度的同时，实现了沿任意二维曲线上的成型面的加工。克服了传统方法加工任意二维 曲线方向的铝合金工件成型面时，采用三维加工效率低，或者是采用数控工具磨床刃磨成 型铣刀成本高且有些刃型无法刃磨的缺点。
图1为根据对刀样板手工刃磨切削刃示意图
图2为本发明铣刀结构原理图；
图3为切削刃计算原理图
具体实施方式
实施例1 根据图2所示，本发明的铣刀结构如下成型刀块2插入刀杆1 一端的方孔；通过 刀杆1端头的锁紧螺钉3将成型刀块2紧固在刀杆上，刀杆1的夹固形式为侧固形式。
实施例2 步骤一 刀块切削刃的计算(见附图三)
1)求取制件截面绕Z轴旋转所成的回转曲面
根据已知制件截面在xoz平面上曲线为f (x) = z
其绕Z轴旋转在xyz空间坐标系中所成空间曲面方程为
F ( ± Vx " ， z ) =0
2)求取前刀面与回转曲面相交所成的空间曲线 在空间坐标系xyz中前刀面所在平面的平面方程为
f前刀面(x) = y 空间曲线方程为
/前刀面(x) = y
)=o
3)坐标系平移
将原坐标系xyz沿-x方向移动至0'点，曲线方程式为
F ( ±
+ |i 2 I)2 + _y
^7M(x+lR2|) = y
)=0
4)坐标系旋转
将平移后的坐标系顺时针旋转角度e (后角)，建立新的坐标系x' y' z' 则在x' y' z'中的曲线方程式为
F ( + "ViA'xcose —少sin60 + l^ 21]2+(xsin^ + _ycos6>)2 /前刀面(O cos (9 —少sin 6>) + |R 21) = (x sin 6 + _y cos (9)
投影(x,
线F投影
z ) =0
5)将x' y' z'中的空间曲线向x' o' z'平面投影
将步骤四中的曲线方程中的变量y消去即得在x ' o' z'平面上的投影曲线F )=z' 上式中
a =刀具前角；
9 =刀具后角；
R2 =切削刃绕主轴旋转所成的最大回转半径。 步骤二刀块切削刃的加工。
将刀块的主后刀面平行于线切割机床钼丝方向摆正，按照步骤一计算出的投影曲 (x' ) = z'加工出刀块的切削刃。 步骤三刀杆的加工。
1) 车床加工铣刀杆，端头加工螺纹孔。
2) 刀杆端部在线切割机床上按照刀块尺寸加工出方孔 步骤四铣刀的组装。
1)将刀头插入刀杆端部的方孔中。
5
2)在刀杆端头的螺纹孔中旋入锁紧螺钉，锁紧刀头.
权利要求
一种大悬深单切削刃成型铣刀，其特征在于成型刀块(2)插入刀杆(1)一端的方孔；通过刀杆(1)端头的锁紧螺钉(3)将成型刀块(2)紧固在刀杆(1)上，刀杆(1)的夹固形式为侧固形式。
2. 根据权利要求1所述铣刀的切削刃计算方法，包括以下步骤1) 求取制件截面绕z轴旋转所成的回转曲面根据已知制件截面在xoz平面上曲线为f (x) = z 其绕Z轴旋转在xyz空间坐标系中所成空间曲面方程为<formula>formula see original document page 2</formula>2) 求取前刀面与回转曲面相交所成的空间曲线 在空间坐标系xyz中前刀面所在平面的平面方程为f前刀面(x) = y 空间曲线方程为<formula>formula see original document page 2</formula>3) 坐标系平移将原坐标系xyz沿-x方向移动至0'点，曲线方程式为<formula>formula see original document page 2</formula>/前刀面(x + lR》二y4) 坐标系旋转将平移后的坐标系顺时针旋转角度e (后角)，建立新的坐标系x' y' z' 则在x' y' z'中的曲线方程式为<formula>formula see original document page 2</formula>/前刀面((xcos6^ — ；;sin60 + lR21) = (x sin 0 + _y cos 6>)5) 将x' y' z'中的空间曲线向x' o' z'平面投影 将步骤四中的曲线方程中的变量y消去即得在x' o' z'平面上的 投影曲线F投影(x' ) = z'上式中a =刀具前角；9 =刀具后角；R2 =切削刃绕主轴旋转所成的最大回转半径；将刀块的主后刀面平行于线切割机床钼丝方向摆正，按照步骤一计算出的投影曲线F 投影(x' ) = z'加工出刀块的切削刃。
全文摘要
本发明提供一种大悬深单切削刃成型铣刀，根据成型车刀的切削原理，将车削过程中的主、被动运动互换，应用于数控铣床，设计了铝合金加工用单切削刃成型铣刀。在满足加工精度的同时，实现了沿任意二维曲线上的成型面的加工。克服了传统方法加工任意二维曲线方向的铝合金工件成型面时，采用三维加工效率低，或者是采用数控工具磨床刃磨成型铣刀成本高且有些刃型无法刃磨的缺点。
文档编号B23C5/00GK101745674SQ200910218100
公开日2010年6月23日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者沈健 申请人:长春轨道客车装备有限责任公司