球头立铣刀端刃四轴CNC重磨时砂轮磨损加工误差分析

　　摘要:在球头立铣刀端c四轴重磨削的实际加工过程中,经常出现由于砂轮磨损而加工不到位的问题。本文对这种情况下产生的误差进行分析和研究,以便在实际加工中进行控制和消除。

　　在球头立铣刀实际重磨削加工过程中,由于球头立铣刀端刃磨损较大,导致球头立铣刀前刀面、后刀面在磨削时要磨去较多余量,这时,磨削过程不能一次完成,而必须分几次进行磨削,因而需要计算刀具轨迹;而且在磨削过程中,由于砂轮磨损会使砂轮半径补偿过小,以致于加工不到位。因此,当导动偏转轴与旋转轴的夹角为α,实际磨削出的已加工前刀面与理论前刀面间相差距离为σ时,必须研究球头立铣刀前、后角误差和砂轮的走刀轨迹。

　　当球头立铣刀装夹在夹具上时, p0m0为理论上应磨到的前刀面所在的平面π, m1p01为磨削时已加工前刀面所在平面π1。作平面π1垂直于y轴,该平面与

　　由于偏移平面π1’pm所在平面) ,而前刀面π’的方程为ycosα+zsinα幺矢为n20={0 , cosα,sinα},得偏移平面方程为y+ztgα其法幺矢为n20={0 ,cosα,sinα};法平面与前刀面交线的单位方向向量a10=n10×n20;代入后a10={

　　截面曲线任上一点m2的基面为过z轴和m2点的平面,因基面过oz轴,所以基面的法向量垂直于oz轴和m2o ,基面法向量n3=k×m2o;基面法幺矢n30={αsω]/r, },法平面与基面交线方向量a2=n1×n3,其单位向量a20={

　　法平面与前刀面交线单位方向向量a10={sinω, sinαcosω, 于a10与a20的夹角即为法向前角的余弦,所以法向前角γn可由

　　这说明,当前刀面磨削不到位,仍用原程序进行磨削加工时,球头立铣刀的法向前角γn并不等于偏转角α,而是γn小于α角。例如:若取α=8°,砂轮磨损σ=0.1mm,则实际磨出的球头立铣刀的法向前角γn=7.358 ;若α=12°,砂轮磨损在半径上为σ=0.1

　　刀刃曲线上任一点m2点的法向后角,即是过点m的法平面与主后刀面平面交线的方向向量的夹角的余角。法向后角αn可由式

　　通过与理论后角αn相比较发现,若有一定σ距离后,实际法向后角αn变大了。例如:取偏转角α=8°,αn= 8°,则应取=16°;然而当σ=0.1

　　式中θ=arctan值比较发现,若有一定σ距离后,实际加工出的球头立铣刀前刀面底线应比理论刀槽底线高,如果在实际磨削时,程序仍按理论高度z 加工,则球头立铣刀的实际前刀面刀槽将会变深,削弱了刀槽芯部的强度,同时,在这种情况下进行磨削时,实际法向后角αn也变大了。