2 端刃重磨時主要參數(shù)的計算

1. 粗磨時Z軸的下降高度h
   球頭立銑刀端刃磨損后，根據(jù)圖1所示坐標(biāo)系，球面應(yīng)沿Z軸向下刃磨一定高度，才能實現(xiàn)正確的端刃曲線的重新修磨。圖1中R為球頭立銑刀半徑，d為球頭立銑刀端刃側(cè)面磨損量，h為應(yīng)沿Z軸向下刃磨的高度，O為粗磨前球心，O'為粗磨后球心。
   

   
   
   • 端刃側(cè)面磨損時：
     由圖1 可知
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     

     OA2	=R2-h2

     
     OA=R-d則有 R²-h²=R²-2Rd+d²即
     
     
     
     
     
     
     
     

     h=

     (1)

     
     式(1)表明當(dāng)銑刀球頭側(cè)面磨損d后，粗磨時Z軸方向應(yīng)下降的高度為。
   
   
   • 當(dāng)球頭頂部磨損h高度時，將球面直接向下刃磨h高度即可。
   
   
   • 當(dāng)端刃球頂和兩側(cè)之間磨損時，可參照球頭刀刃側(cè)面磨損時的情況進行修磨。
   
   

   
   
   
   
   
   
   
   

   圖2 粗磨時前刀面偏轉(zhuǎn)角示意圖

   
   


2. 粗磨時端刃前刀面偏轉(zhuǎn)角度q的計算
   由于球頭立銑刀的周刃為螺旋線，在球面沿Z軸向下刃磨一定高度h的同時，前刀面在XOY平面內(nèi)應(yīng)偏轉(zhuǎn)一個角度q，以保證螺旋刃與端刃的正確位置關(guān)系(見圖2)。
   圓柱球頭立銑刀的周刃螺旋線參數(shù)方程為
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   X=Rcosq	(2)
   Y=Rsinq
   Z= Pz q   2p

   
   
   
   
   
   
   
   
   

   式中	R——螺旋線所在圓柱面的半徑 Pz——螺旋線導(dǎo)程 q—— 參變量

   
   在圖1、圖2所示坐標(biāo)系中，有h=z，將式（1）代入式（2）的Z參數(shù)方程中，得
   
   
   
   
   
   
   
   

   q= 2p   Pz

   (3)

   
   又因球頭立銑刀圓柱部分的周齒螺旋角w有
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   tanw=	Pz
   	2pR

   
   代入式(3)，則
   
   
   
   
   
   
   
   

   q=     Rtanw

   (4)

   
   或
   
   
   
   
   
   
   
   

   q= h   Rtanw

   (5)

   
   
   由式(4)、式(5)可知，在球頭立銑刀重磨加工時，若端刃向下刃磨一定高度h，端刃前刀面需要偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度q=h/(Rtanw)；或當(dāng)球頭立銑刀的端刃側(cè)面磨損量為d時，端刃前刀面需要偏轉(zhuǎn)相應(yīng)角度q=/(Rtanw)。

3 基于四軸CNC加工的球頭立銑刀端刃重磨方案

圖4 球頭立銑刀前刀面磨削示意圖

圖5 磨削后刀面示意圖



1. 端刃前刀面的磨削
   圖4為球頭立銑刀前刀面磨削示意圖。前刀面可利用平型砂輪的柱面進行磨削，同時需要一個角運動。由于刀槽底線是一條平面曲線，砂輪的走刀軌跡可根據(jù)前刀面底線利用現(xiàn)有的CAM數(shù)學(xué)工具軟件求解。


2. 端刃后刀面的磨削
   圖5為球頭立銑刀后刀面磨削示意圖。采用單斜邊砂輪進行后刀面的磨削，利用砂輪斜邊（錐面）進行磨削。由于刀刃曲線為圓的一部分，所以當(dāng)球頭立銑刀半徑確定以后，應(yīng)以球頭立銑刀球心為起點、在X方向偏移一定距離X=Rsina，Y方向以旋轉(zhuǎn)工作臺軸線為中心、以Rcosa為半徑，直接利用一個角運動進行旋轉(zhuǎn)磨削加工。

4 結(jié)語