第2卷第3期石家庄铁路工程职业技术学院学报VOL.2NO.32003年9月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINSTITUTEOFRAILWAYENGINEERINGSEP.2003螺旋槽盘形铣刀刃形廓线的计算机辅助设计王素霞”张宇平z，赵宇”(石家庄市无线电三厂”石家庄050002石家庄铁路职业技术学院z，石家庄050041山南地区教体局3’山南856000)摘要:采用向量分析法建立了螺旋槽盘形铣刀刃形廓线的计算公式，并在此基础上用VisualBasic语言编写了螺旋槽盘形铣刀刃形参数化设计程序。关键词:螺旋槽盘形铣刀数学模型参数化设计CAD中图分类号:TG713.1文献标识码:A章编文号:1671-8607(2003)03-0028-04在机械制造业中，麻花钻是应用最广泛的孔加工刀具之一。由于麻花钻钻沟螺旋面的造型原理比较复杂，一般都是采用手工作图法求解加工麻花钻螺旋槽铣刀的刃形曲线，不仅设计效率低而且计算精度也不高。随着计算机技术应用的发展，采用向量分析法进行螺旋槽盘形铣刀的刃形设计，可以极大地改善螺旋槽盘形铣刀的刃形设计方法，提高设计效率及计算精度。本文用向量分析法建立了一套适合于计算机编程的螺旋槽盘形铣刀的数学模型，并给出了一螺旋槽盘形铣刀刃形设计计算实例。1螺旋槽盘形铣刀与螺旋面的啮合条件111121在用螺旋槽盘形铣刀加工钻沟时，刀具、工件之间的运动关系和接触规律可视为两曲面的空间啮合，两曲面在接触点必须满足如下啮合条件:(1)接触点为两曲面的公共点;(2)两曲面在接触点相切;(3)接触点的公法线与回转面的轴交线相交。2螺旋槽盘形铣刀廓形的确定2.1基本向量的确定如图1所示，刀具坐标系为O'-XYZIZ轴与刀具回转轴线重合，X轴与工件坐标系。-xyz的x轴重合。在刀具坐标系中，由O'到M点的向径用R，表示，则有:R,n=(RcosqRsinqZ)(1)图1螺旋槽盘形铣刀与工件在接触点的参数收稿日期:2003-05-07作者简介:三〔素霞(1968-)，女，汉，河北鹿泉人，本科，工程师，研究方向机电一体化。28万方数据石家庄铁路工程职业技术学院学报2003年第3期式中:R-M点的刀具回转半径;Z-M点的Z坐标;'n-R与O'XZ面的夹角。刀具轴截形过M点的单位切向量以ana表示，为:6易=(sinQcosr/一sinQsinq一cos6)(2)式中:二向量与刀具轴线的夹角把R。刀、。另转换到工件坐标系。-xyz中，有:一RcosrlR,=AX(艺)Ri刀=Rsinr7cos艺-Zsin艺(3)Rsinr7sinE+Zcos艺/r0了、‘艺Cos叮sinQ.少口-、刀-eea'=A.盆(4)s一ceosY-sinr7sinQ+sinEcosQ、.一sinEsin77sinQ一cosEcosh中心距以向量A表示为:A=(A00)Z轴单位向量以k表示为:它一;丁--二、、尺1k=(0一sin艺cos艺)式中:艺一刀具轴线与工件轴线的夹角，左螺旋面Y-为负值。(}A2.2铣刀刃形廓线基本方程组的建立几通过对前面几个向量的分析，可以归纳为如图2所示的向量汀关系图。图2向量关系图由啮合条件(1)可得:A+Ri=r(s)由啮合条件(2)可知，切向量TANT:和a同在过M点的切平面内，所以过M点的法向量为:k2..I一psin(V+a)0n一rXr-一一-，一(6).cos(W+a)sin(yi+a)一pcos(v,+a)P、一r,sin俨,cors尹‘、r,cosa法向量n，为:/亨lw一pesinasinrlcosY,+pcosasinY-+rocosVsinasingsinY-+rocosyrcosacosn一l一psinacosrl+r,sinV/sinasinresin艺+rosinWcosacos艺(7)、rocosytsinacosq一rosiny/sinasinilcos艺+r,,sinV/coscrsin艺由啮合条件(3)可知，n(n')与Z轴相交，而R:与Z轴交于。‘点，且R:与n(n')同过M点，故n(n'),R.和Z轴的单位向量k共面。故有:[n、R,I=0(8)万方数据石家庄铁路工程职业技术学院学报2003年第3期一一一下kR,]=0一一一一一一一一一一一一把以上二个向量方程变为标量方程，就可求得基本方程组:A一Rcos77=rocosWRsinr7cos艺-Zcos艺=r.sinW(10)Rsinresin艺+Zcos艺二POpcos(yr+a)cosrlcos艺