圆柱铣刀加工螺旋锥铣刀的数控加工和成形理论.pdf

圆柱铣刀加工螺旋锥铣刀的数控加工和成形理论是一项涉及机械制造、CAD建模与分析以及数控机床操作与编程的技术。本文将详细阐述这项技术的关键知识点，包括螺旋锥铣刀的加工原理、数控铣床上的简易铣齿装置、坐标系的设置以及刀刃线方程的推导。 螺旋锥铣刀是一种重要的异形刀具，它被广泛用于复杂曲面的加工，例如加工叶片和模腔。由于其在机械工业中的重要性，对螺旋锥铣刀的需求随着机械加工对象的复杂化而大幅增加。传统的加工方法如凸轮补偿法、皮带变径法等都无法完全实现等前角和等刃带宽，因此作者提出了在普通数控铣床上增加一套简易铣齿装置来实现螺旋锥铣刀的精确成形理论。 在数控铣床上增加的简易铣齿装置包括通过锥柄与机床主轴相连的圆柱角铣刀（二次刀具），以及工作台上增加的同型号数控电机（例如Fanuc-beskFB15型直流伺服电动机），通过套筒与分度头输出端相连的辅助装置。 接下来，文章中介绍了坐标系的设置。首先是固定坐标系，其轴X、Y、Z分别代表机床的纵向、垂直向上和横向。其次是辅助固定坐标系，其X轴沿工件轴线，Z轴与固定坐标系的Z轴重合，而Y轴与X轴夹一仰角。第三是与刀具固连的动坐标系，它与固定坐标系的X轴和Y轴平行，Z轴与辅助固定坐标系的Z轴平行。通过坐标变换矩阵，可以方便地在不同坐标系之间进行坐标变换。 刀刃线方程是实现螺旋锥铣刀精确成形的关键。通过微分几何和圆锥螺线理论，可以得到刀刃线的数学表达。以AB为圆锥面上一条等螺旋角刀刃曲线，任意一点P的坐标可以表示为P点的X、Y、Z坐标。通过代入具体的数学公式，可以得出刀刃曲线的精确方程，并考虑刀齿数和刃带宽对刀刃线的影响。切线矢量的计算也是理解刀刃线方程的重要组成部分，它涉及到刀刃曲线的切线方向和长度，对于数控编程和刀具路径生成至关重要。 本文还涉及到CAD技术应用，因为在现代机械制造中，CAD模型是进行数控编程和刀具路径规划的基础。通过CAD模型，可以直观地设计和分析螺旋锥铣刀的几何形状，并且在加工前进行模拟和优化，确保加工过程的效率和精确性。 圆柱铣刀加工螺旋锥铣刀的数控加工和成形理论是一项结合了CAD建模、数控编程和机械加工操作的综合技术。通过对加工设备的精确配置、坐标系的科学设置和刀刃线方程的准确推导，可以实现螺旋锥铣刀的精确加工。这项技术不仅在提高刀具加工精度和效率方面具有重要意义，而且对于推动机械加工技术的发展具有深远的影响。