cnc磨削麻花鉆時(shí)機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的確定(圖文)

1、CNC磨削麻花鉆時(shí)機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的確定磨削麻花鉆時(shí)機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的確定(圖文圖文)麻花鉆的容屑槽曲面及后刀面即使用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述都相當(dāng)復(fù)雜而利用現(xiàn)有的商用設(shè)計(jì)軟件(如UG、ProE、CATIA等)對其進(jìn)行圖形描述則更為困難。因此目前常用的CADCAM工程軟件并不適合對數(shù)控磨削加工此類刀具的機(jī)床作業(yè)進(jìn)行加工路徑生成和仿真模擬也難以判定數(shù)控加工麻花鉆時(shí)的機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)。此外NC工具磨床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的選取與工件和砂輪的幾何要素、加工工藝要求(如刀刃和刀

2、槽分幾次成形、有無特殊工藝裝備等)以及機(jī)床的結(jié)構(gòu)型式有關(guān)。本文研究數(shù)控加工時(shí)機(jī)床所用聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的意義在于:①運(yùn)動(dòng)軸數(shù)越少相對運(yùn)動(dòng)副就越少機(jī)床的運(yùn)動(dòng)剛性和運(yùn)動(dòng)精度也就越高②減少運(yùn)動(dòng)軸數(shù)可簡化編程從而可在配置較低檔數(shù)控系統(tǒng)的工具磨床上實(shí)現(xiàn)對刀具的加工以降低加工成本③可為用戶根據(jù)自身產(chǎn)品進(jìn)行機(jī)床選型和設(shè)備投資提供可行性分析的技術(shù)依據(jù)。2CNC工具磨床的基本加工原理從空間運(yùn)動(dòng)學(xué)的觀點(diǎn)來看機(jī)械加工的過程實(shí)質(zhì)上就是控制每個(gè)瞬時(shí)刀具幾何體相對工件幾何體

3、在空間的相對位姿和相對運(yùn)動(dòng)趨勢的過程[1]。圖1給出了錐形砂輪與麻花鉆作為工件之間的空間相對位置。圖1砂輪與工件的空間位置關(guān)系選取砂輪大圓的圓心和工件軸線上的一點(diǎn)作為各自實(shí)體的參考點(diǎn)在點(diǎn)建立工件(指被加工刀具體以下統(tǒng)稱工件)的刀刃曲線方程平動(dòng)軸和2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸(見圖3)工件仍然是繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)但它的砂輪可作擺動(dòng)。此類工具磨床也可根據(jù)不同的加工要求任意組合聯(lián)動(dòng)方式。與傳統(tǒng)的搖臂類工具磨床相比多軸聯(lián)動(dòng)工具磨床的傳動(dòng)鏈較短結(jié)構(gòu)大大簡化取消了

4、特殊工裝等復(fù)雜的機(jī)械裝置與傳統(tǒng)工具磨床采用懸臂式磨頭箱相比CNC工具磨床的磨頭采用剛性支撐其靜、動(dòng)態(tài)剛度提高加工能力、加工范圍和靈活性增強(qiáng)機(jī)床調(diào)整更為簡單可通過數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)軟調(diào)整。盡管砂輪平動(dòng)型和擺動(dòng)型CNC工具磨床機(jī)械結(jié)構(gòu)不同但利用其柔性控制功能可以模擬傳統(tǒng)工具磨床的一般復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。從理論上說只要保證數(shù)控加工中每個(gè)瞬時(shí)砂輪相對工件的位姿和相對運(yùn)動(dòng)趨勢滿足方程式(1)即可加工出相同的刀刃曲線和容屑槽曲面。4CNC機(jī)床加工麻花鉆所需聯(lián)動(dòng)軸數(shù)

5、目的確定在用盤形砂輪(碟形、碗形、平行砂輪或盤狀成形砂輪)磨削加工麻花鉆時(shí)通常采用砂輪的一個(gè)端面圓或大圓(碟形、碗形砂輪)來磨削前刀面槽形采用砂輪的錐面或外圓柱面來磨削刀具的后刀面或者采用成形砂輪的表面廓形來包絡(luò)生成整個(gè)螺旋槽面[2]。下面根據(jù)幾何學(xué)原理來討論選取最少聯(lián)動(dòng)軸數(shù)的判定原則。根據(jù)文獻(xiàn)[3]中的螺旋刀刃曲線方程:可作如下分析:(1)當(dāng)時(shí)工件的刀刃為平面曲線刀槽為直槽加工時(shí)不需要角運(yùn)動(dòng)(圖1所示的運(yùn)動(dòng)參數(shù)AC)參與聯(lián)動(dòng)即可成形。