錐形刃刀具如模具銑刀、錐度鉸刀、指形銑刀等在金屬切削加工領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，而這些刀具的等前角、等螺旋角加工可以說是刀具制造的核心工藝。由于其數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜性決定了加工機(jī)床必須多軸聯(lián)動(dòng)，而多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在現(xiàn)階段由于設(shè)備購(gòu)置成本較高，常常令中小刀具制造企業(yè)望洋興嘆。筆者通過對(duì)錐形刃刀具實(shí)際加工情況的研究，摸索出錐形刃刀具的一些近似加工方法。
圖1
圖2
1 等前角的近似加工
由圖1 所示幾何關(guān)系，可計(jì)算出銑前角偏心距e e=rsing (1)
式中：g——刀具前角
r——刀具半徑
e——銑前角偏心距
由式(1) 可分別得到刀具小端銑前角偏心距e1和刀具大端銑前角偏心距e2 e1=r1sing (2)
e2=r2sing (3)
式中：r1——刀具小端半徑
r2——刀具大端半徑
l——刀具刃形長(zhǎng)度
則由圖3可得直刃溝錐形刃刀具的等前角補(bǔ)償角q q=arctan[(e2-e1)/l] (4)
圖3
加工時(shí)需附加一個(gè)銑床工作臺(tái)(俗稱“假床面”) ，并相應(yīng)地將其搬轉(zhuǎn)q角，即可近似銑出等前角前刃面。
2 等螺旋角的近似加工
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圖4
如圖4所示，螺旋角b為 tanb=pd/P (5)
式中：d——刀具直徑
P——螺旋刃溝導(dǎo)程
b——刃溝螺旋角
螺旋角b的實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)：加工時(shí)分度頭作勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，銑床工作臺(tái)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
在加工螺旋刃溝錐形刃刀具時(shí)，其等螺旋角根據(jù)圖5有 tanb=pd/P =wr/v軸 (6)
式中：d1——刀具小端直徑
dn——刀具大端直徑
r——刀具任一截面半徑
l——刀具刃形長(zhǎng)度
w——分度頭旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)角速度
v軸——銑床工作臺(tái)軸向運(yùn)動(dòng)線速度
v徑——銑床工作臺(tái)徑向運(yùn)動(dòng)線速度
實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)
將刀具刃長(zhǎng)l分成任意n等分，相應(yīng)的獲得n個(gè)r(r1
對(duì)曲線刃形也進(jìn)行相同處理。等分?jǐn)?shù)n取決于所加工刀具的精度要求。
刃溝形成
如圖5所示，調(diào)整兩聯(lián)動(dòng)軸軸向與徑向運(yùn)動(dòng)線速度v徑/v軸的比值，即可銑出所需刃溝。
圖5
3 結(jié)語
將上述兩種等前角、等螺旋角錐形刃刀具的近似加工進(jìn)行整合，即可近似加工出等前角等螺旋角錐形刃刀具。采用本文提出的近似加工方法，用于加工等前角、等螺旋角錐形刃刀具的機(jī)床僅需兩個(gè)線性運(yùn)動(dòng)軸聯(lián)動(dòng)和一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸，這種數(shù)控銑床檔次較低，不會(huì)給刀具制造單位造成太大的設(shè)備購(gòu)置壓力，同時(shí)可降低刀具的加工成本。經(jīng)筆者所在企業(yè)生產(chǎn)驗(yàn)證，這種近似加工方法具有較好的實(shí)用效果。