刀具螺旋槽成形原理及其計算機模擬課件

1、1引言在刀具的加工過程中，刀具螺旋槽的槽形直接影響到刀具的排么矜屑，能和刀具的兒何參數(shù)，度以及剛度等，設(shè)計良好的螺旋槽可以顯著提高刀具的切削性能和使用壽命。決定螺旋槽形的主要因素是用于磨制刀具螺旋槽的砂輪曲面和機床安裝參數(shù)，國外已經(jīng)開發(fā)了設(shè)計這些參數(shù)的模擬軟件，但其理論受到嚴密的保護。因此我們必須立足自身，對刀具螺旋槽成形原理進行系統(tǒng)的研究，建立螺旋槽槽形優(yōu)化模型。通常情況下，人們是由已知的螺旋槽根據(jù)嚙合原理求解砂輪的廓形曲面1由于存在著干涉問，實際磨削出的槽形與理論槽形有著很大的差異。然而在實際生產(chǎn)中，人們往往根據(jù)已知根據(jù)曲面包絡(luò)原理，將砂輪曲面看成由無數(shù)多個截收稿日期2003年9月圓組成，

2、所有這些截圓沿著工件做螺旋運動，形成族螺旋曲面，由這些螺旋曲面族的截線族包絡(luò)出刀具螺旋槽的截形。在此理論基礎(chǔ)上開發(fā)出螺旋槽截形模擬軟件。通過對刀具螺旋槽的槽形設(shè)計進丁計兌機模擬。得出機床的安裝參數(shù)，從而提高磨削螺旋槽的精度和性能。2螺旋面磨削成形原理2.1成形原理基礎(chǔ)上，提出了空心短錐柄冊艮選用的原則，為建立冊1刀柄選用的專家系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。1李海田。新型工具系統(tǒng)空心短錐工具系統(tǒng)。組合機床與自動化加工技術(shù)，1997，107，462王樹林，王貴成。高速加工及其工具系統(tǒng)的研究進展。江第作者許琰，江蘇大學機械工程學院，212013江蘇省鎮(zhèn)江市角，砂輪繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動為主磨削運動，工件相對子砂輪沿

3、軸向作直線運動的，繞身軸線轉(zhuǎn)動即工件旋轉(zhuǎn)周的同時沿軸線方向前進個螺旋導(dǎo)程，磨制出刀具的螺旋槽。2.2砂輪廓形曲線的確定般用于磨削刀具螺旋槽的砂輪軸截面形狀有很多，其中比較典型的有兩種，由段圓弧組成，妒弧圓弧叫弧形，由直線圓弧1線組成2.本文只討論第朝中情況5直線柬弧直線勺段成形原理的數(shù)學模增建方法柬弧半徑義= 3螺旋面的數(shù)學模型設(shè)工件保持固定，砂輪相對于工件作螺旋運動，即砂輪繞工件旋轉(zhuǎn)周的同時，沿工件軸線方向前進個螺旋導(dǎo)程，幻尸2.此時6刀具螺旋面段坫由砂輪的無數(shù)多個截圓相對工仲做螺旋運動包絡(luò)而成。個截圓豐徑為昃4，砂輪軸戶與工件回轉(zhuǎn)軸2之間的夾角為0角，5為砂輪直為中心訓好為砂輪端面到砂輪坐

4、標中心的距離為截圓心到砂輪坐標中心的距離，為工件旋轉(zhuǎn)角度。3.1坐標系的建立為了便于分析。現(xiàn)建立，固定坐標糸軸方向與工件回轉(zhuǎn)軸致；建立，7，幻矢量坐標系，活動標架叫，叫。左隨砂輪起繞工件軸線做旋轉(zhuǎn)運動。3.2刀具螺旋面執(zhí)段方程的建立該截做螺旋運動所得螺旋面矢量方程力將式5轉(zhuǎn)換到矢量坐標系中，貝有將式6轉(zhuǎn)換到叫廠直角坐標系中得到螺旋面方程由345得到戶0的達式，到任，的半鷂個，對應(yīng)具技術(shù)族螺旋面，最終包絡(luò)出刀具的螺旋槽。3.3包絡(luò)曲線方程的建立得到螺旋面的截面形狀。根據(jù)曲線包絡(luò)條件，有代入式5可得將式8代入式7，得到包絡(luò)曲線方程將式3代入式9就得到刀具螺旋槽的截面形狀3.4刃磨參數(shù)的確定由式10

5、可以看出，砂輪截面形狀隨著參數(shù)，好也0的變化而變化，因此確定4，好夂0為刀具螺旋槽的刃磨參數(shù)。離且泌=乃2，3+35；機床安裝參數(shù)4= 4實例分析及試驗結(jié)果4砂輪磨削直上為12，1的詵刀，鉆心直徑6.，1.根據(jù)第3節(jié)所建立的數(shù)學模型計算出的機床刃磨參數(shù)7.模擬截形與實際磨削截形的對比8.！投擬故形1實際，削出的瘕形由8可以看出實際磨削出的螺旋槽截形與模擬出的螺旋槽截形吻合，證明將螺旋槽視為由砂輪截圓做螺旋運動包絡(luò)而成的磨削理論的正確性。但是，由于在調(diào)整機床安裝參數(shù)時，存在著各方面的誤差，使得理論模擬截形與實際磨削出的截形有定以到提高。5結(jié)語基于將砂輪視作由無數(shù)個截圓組成并由這些截圓沿著工件做螺旋運動包絡(luò)出刀具螺旋槽的理論，建立了螺旋面的數(shù)學模型，并在此基礎(chǔ)上編寫出螺旋槽模擬軟件，得出機床刃磨參，以刀具螺旋槽的計兌機模擬設(shè)代，了傳統(tǒng)的試湊試切法。人人縮短了試切調(diào)整時間并且提高了螺旋槽的刃磨精度。因此，用螺旋槽模擬軟件進廳螺旋槽的設(shè)汁和仿真模擬有著很大的實用性和現(xiàn)實意