刀具螺旋槽成形原理及其计算机模拟
螺旋数控制作工艺的探究与使用
圆柱曲面螺旋槽有多种功能，在包装装置、纺织装置或摩托车等的部件上，以满足某种特定的传动轨迹要求；在橡胶产品的模具上，满足橡胶产品表面特殊花纹的需要；在航天部件上起散热作用。
螺旋槽按导程是否相等分为等导程螺旋槽和变导程螺旋槽。
按槽宽在槽深方向是否相等分为普通螺旋槽如所示和楔型螺旋槽如所示。
等导程螺旋槽可以采用普通机床进行加工，但精度很难保证，而变导程螺旋槽只能采用专用设备进行加工，但生产周期长，严重影响产品的制造进度。
随着数控加工技术的发展，采用数控机床加工，可满足各种不同种类螺旋槽的加工要求，但是这类零件数控加工编程和一般的曲面加工编程是不一样的。
本文针对圆柱曲面螺旋槽对其数控加工进行研究。
1圆柱曲面螺旋线圆柱螺旋槽的中心线和轮廓线是螺旋线，可以看成动点Q如所示，在柱面上绕其轴线做螺旋运动形成的轨迹。
当圆柱轴线为X轴时，如果其半径线相对于坐标平面XOY的偏转角为，则螺旋线方程为：（1）式（1）中（2）为螺旋线导程，当为等导程时，为常数P，则（3）当为变导程时，为随x变化的变量；k决定螺纹旋向，当k=+1时为右旋，当k=-1时为左旋；β为螺旋角；为圆柱的直径。
2螺旋槽数控加工2.1数控机床的选择及加工方法由于圆柱螺旋槽有回转中心，所以螺旋槽的数控加工所选用的机床一定要有一个回转轴，本文选用四坐标（X、Y、Z、A）数控加工中心，回转轴为X轴，刀轴方向为Z轴，在加工时必须至少两轴（X轴和A轴联动、Y轴和Z轴联动）联动。
螺旋槽通常由导程和头数、深度和宽度以及螺旋槽形状和旋向确定。
加工普通螺旋槽时，如果槽宽较小，可以选用与槽宽相等直径的平底铣刀，如所示铣刀直径D 1与槽宽W相等，加工时根据螺旋槽的深度进行分层切削就可以了。
如果螺旋槽槽宽太大，铣刀直径D 2小于槽宽W，就要分几次走刀来实现。
最优的刀位轨迹是先从槽中间走刀，然后向螺旋槽轮廓线靠近，最后的刀位轨迹是螺旋槽轮廓曲线偏置一个刀具半径后的螺旋线，如所示。
等宽螺旋槽ug四轴加工方法
等宽螺旋槽ug四轴加工方法一、前言二、等宽螺旋槽ug四轴加工方法的基本原理三、等宽螺旋槽ug四轴加工方法的具体步骤1.确定刀具类型和尺寸2.创建零件模型和刀具模型3.选择适当的加工方式4.设置加工参数5.进行仿真和优化四、注意事项和常见问题解答五、总结一、前言随着现代制造技术的不断发展，越来越多的企业采用数字化制造技术来提高生产效率和产品质量。
在数控加工领域，UG软件是一款非常流行的CAD/CAM软件，其强大的功能和易于使用的界面受到了广大用户的青睐。
本文将介绍如何使用UG软件进行等宽螺旋槽四轴加工。
二、等宽螺旋槽ug四轴加工方法的基本原理等宽螺旋槽是一种常见的机械零件结构，其制作过程需要进行精密数控加工。
在UG软件中，通过对零件模型进行建模，并选择合适的刀具类型和尺寸，可以实现等宽螺旋槽的精确加工。
四轴加工是一种常见的数控加工方式，其可以通过旋转刀具在三维空间内进行多角度加工，从而实现复杂零件的高效加工。
三、等宽螺旋槽ug四轴加工方法的具体步骤1.确定刀具类型和尺寸在进行等宽螺旋槽ug四轴加工之前，需要选择适当的刀具类型和尺寸。
常用的刀具类型有球头铣刀、圆锥铣刀、平头铣刀等，根据不同的零件形状和要求选择不同类型的刀具。
同时，还需要根据零件尺寸和形状选择合适的切削参数。
2.创建零件模型和刀具模型在UG软件中，通过创建零件模型和刀具模型来实现等宽螺旋槽ug四轴加工。
首先需要使用UG软件进行三维建模，将待加工的零件进行建模，并且添加相应参数。
然后，在UG软件中创建一个与所选切削工具相对应的3D几何体，并将其保存为一个单独的文件。
3.选择适当的加工方式在UG软件中，可以通过多种加工方式来实现等宽螺旋槽ug四轴加工。
常用的加工方式有螺旋插铣、等宽螺旋插铣、等宽螺旋铣削等。
根据不同的零件形状和要求选择适当的加工方式。
4.设置加工参数在进行等宽螺旋槽ug四轴加工之前，需要设置相应的加工参数。
这些参数包括刀具直径、切削深度、进给速度、转速等，根据不同的材料和切削条件进行适当调整。
刀具螺旋槽磨削加工及其数控编程
Ｋｅ ｒ ｓ：ｈｅｉ ａ ｌ ｅ；ｇ ｉ ｄ ｎｇ；ｍａ ｈ ｎｉ ｏｆｗａ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｌ ｌｆｕｔ ｃ ｒｎ ｉ ｃ ｉ ｎｇ ｓ ｔ ｒ
Ａｂ ｔａ ｔＧｒｎ ｉ ｇ ｉ ａ ｘ ｅ ｓｖ ｌ ｓ ｄ ｍｅｈ ｄ ｆ ｒｔ ｏ ｌｔｎ ． Ａ ｅ ｅａ— ｕ ｐ ｓ ｏ ｔ ｒ ｏ ｓｒｃ ： ｉ ｄｎ ｓ ｎ ｅ ｔｎ ｉｅｙ ｕ ｅ ｔ ｏ ｏ ｏ ｌｆｕ ｉ ｇ ｇ ｎ ｒｌｐ ｒ ｏ ｅ ＮＣ ｓ ｆｗａ ｅ ｆ ｒ ｉＳｍ ａ ｈｎ ｎ ｓｉ ｅａ ｉｅ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｔ ｅ ｔ ａ ｄ ｌｏ ｏ ｌｆｕ ｅ ａ ｄ ｉｓｇ ｉ ｄｎ ｅｈ ｄ． ｔ ｃ ｉ ｉｇ ｉ ｍｐ ｒ ｔｖ ． ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｍａ ｈ ｍａ ｉ ｌｍｏ ｅ ｆｔ ｏ ｌｔ ｎ ｔ ｒｎ ｉｇ ｍ ｔ ｏ ｃ ｔ ｅｐ ｏ ｅ ｕ ｅｏ ｔＮＣ ｐ ｏ ｒ ｍ ｍｉｇ ｉ ｄ ｔｉ ｄｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｈ ｒ ｃ ｄ ｒ ｆｉ ｒ ｇａ ｎ ｓ ｅａｌ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ．Ｅｆｅ ｔ ｅ ｅ ｓｏ ｈ ｓｐ ｏ ｒ ｍ ｓｄ ｍ ｏ — ｅ ｆｃｉ ｎ ｓ ｆｔ ｉ ｒ ｇ ａ ｉ ｅ ｎ ｖ
中图分类 号 ： Ｅ ９ Ｔ ５３
文献标 识码 ： Ａ
Ｈｅｉａ ｌ ｔ ｒｎｄ ｎｇ ｆ ｒｃ ｔｉ ｇ ｔ ｏ ｎ ｔ ｓＮＣ ｏ ｒ ｍ ｍ ｉ ｌｃ ｌｆｕ ｅ ｇ ｉ ｉ ｏ ｕ ｔｎ ｏ ｌａ ｄ ｉ’ ｐｒ ｇ ａ ｎｇ
ＺＨ ＡＮＧ ｉ ｎ ｒ ｉ ｇ ，Ｘ Ｉ Ｄ ａ— ｎ ｕ ＡＯ ｈ ｎ — ａ ｇ ，ＺＨ Ａ ＮＧ ｅ Ｚ ｅ ｇｙ ｎ Ｗ ｉ
维普资讯
第２ ５卷 第 ４期
２００６年 ｌ２月
大 连轻 工 业 学 院 学 报
ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＤａｉｎ Ｉ ｓｉ ｔ ｆＬｉｈ ｎ ｕ ｔｙ ｏ ｒ ａ ｌ ｎ ｔｔ ｅｏ ｇ ｔＩ ｄ ｓｒ ｏ ａ ｕ
包络法立铣刀螺旋槽数控加工模拟技术
引言
国内外刀具技术的进步促进了国内航空航天领 域制造技术的快速发展［１］。随着 ＣＡＤ／ＣＡＭ／ＣＩＭＳ 技术的不断进步［２］，数字化刀具制造技术也日新月 异。但是，目前常用的 ＣＡＤ／ＣＡＭ 软件不具备包络 法曲面加工功能，更不具备包络法曲面的模拟加工 功能。
本文通过具有高效率、高精度及低粗糙度的包 络法螺旋槽立铣刀加工与模拟技术研究，在 ＣＡＴＩＡ Ｖ５Ｒ１８平台下开发了基于制造仿真的立铣刀螺旋 槽加工模拟软件［３］，实现了包络法立铣刀螺旋槽数 控加工的 ３Ｄ模拟技术，从而可避免实际加工过程 中可能出 现 的 干 涉、过 切 及 欠 切 等 现 象［４］，最 终 达 到提高立铣刀螺旋槽数控加工质量、加工效率以及 降低加工成本的目的。
采用标准槽 铣 刀 （砂 轮 ）和 包 络 法 加 工 立 铣 刀 螺旋槽时需满足以下要求：
①立铣刀螺旋刃前刀面满足立铣刀的设计要 求，尤其是前角达到设计精度；
②立铣刀螺旋刃后刀面宽度达到设计精度要 求；
③立铣刀螺旋刃螺旋角达到设计精度要求； ④立铣刀刃部的实芯直径满足设计要求。 采用包络法加工的立铣刀螺旋槽具有很高的表 面粗糙度，且该方法加工效率高，可大幅降低立铣刀 螺旋槽的数控加工成本。
⑤基于 ＣＡＴＩＡ软件的二次开发技术，开发立铣 刀螺旋槽加工模拟的抬刀和进刀运动轨迹算法，获 得加工模拟过程中抬刀和进刀运动的实时数据；
⑥通过数据接口读取立铣刀螺旋槽几何参数、 标准槽铣刀 （砂轮）几何参数、零点处标准槽铣 刀 （砂轮）中心初始坐标，并设置模拟精度；
一种车床用R形刀具(成型钻头)螺旋槽实体建模方法探讨
图５ × 一 Ｙ平面 内投影点阵图
作基准面 ，并作出相应基准面内的截 面线 串 １ ， ２ ， ３ ． 最后 以做好 的螺旋线作为引导线 串 ， ３ 个截 面线 为截 面线 串作 扫掠 曲面而得 到螺旋槽。
在ｘ — Ｙ基准面 内作 出点阵 ， 其 中 Ｘ＝ Ｌ ， Ｙ ＝ 一 （ 螺旋线 为右
螺旋 线 计 算 原 理 图如 图 ２
所示 。 ．
如前所述 ， Ｓ尺寸是对应于各剖面内圆弧 的弧长。 各剖切面内弧长 Ｓ与其 他相关 要素的关 系图 ，如图 ４ 所 示。
其 中， ｎ就是螺旋 线上各点 向 ｘ — Ｙ平 面投影之纵 坐标 。由 卢 ＝ ｓ ，可推 导 出： 卢 ＝ ＝ ５ ７ ． ２ ９ ６ Ｓ， ＝ Ｒ． ｓ ｉ ｎ Ｂ＝ｏ 【 ． ｓ ｉ ｎ （ ５ ７ ． ２ ９ ６
旋） 。 在ｘ — Ｙ平面 内的点阵图 ， 如图 ５所示 。
２ 总结
通过在二维平面 内作 出螺旋 曲线上点的对应投影点 （ 集） ， 然后沿法 向向曲面投影得到空 间点集 ， 进而造 出空间的螺旋线 。 这种方法为在不 同型面上作螺旋线（ 面） 提供了可行 的参考思路 。
其 切削 刃前 角螺旋槽 是沿 Ｒ ２ ９ ０ ． １ 型面上 的三条 ３ Ｏ 。 角螺 旋槽 （ 右旋 ） 。 在Ｕ Ｇ Ｎ Ｘ ４系统 中， 对 此成 型钻进行实体建模时此 螺旋槽 （ 线） 的设计成为难点 。由于使用规律 函数设计 螺旋 线的 方法较难 ， 在设计时 ， 采用 了简单的平面几何 的方法先建立 在二
Ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ａ ｒ ｎ ａ ｔ ｅ ｕ ｒ ｓ
２ ０ １ ３ 年Ｏ ９ 月
图 ４ 弧 长 与 其 他 要 素 关 系 图 表 ２ 卢角 与 尺 寸 的对 应 关 系 ｌ ｆ １ ＝ ２ ４ ． ５ ７ ８ 。 ｌ ｆ ２ ＝ ３ ９ ． ６ ６ ７ 。 ｌ ｆ ３ ＝ ５ ９ ． ７ ７ ９ 。 ｌ ｆ ４ ＝ ９ ２ ． ５ ７ ６ 。 ， ＝ ２ ． ７ ９ ９ ２ ｏ ／ ， ＝ ５ ． ３ ２ ａ ３ ＝ ７ ． ８ ６ ａ ４ ＝ ８ ． ２ ４
螺旋钻头的原理
螺旋钻头的原理螺旋钻头是一种常见的钻头类型，广泛应用于金属加工、木工和建筑领域。
它的原理主要依靠旋转运动和螺旋构造来实现钻孔的效果。
螺旋钻头的主要结构由刃部和柄部组成。
刃部通常由硬质合金制成，可以耐高温、高硬度和高压力，适用于金属和其他硬材料的加工。
柄部通常由钢材制成，有足够的强度和刚性来承受旋转力和冲击力。
螺旋钻头的刃部采用螺旋形状的结构，具有两个主要的功能：切削和排屑。
当螺旋钻头旋转时，刃部的切削沿着螺旋线切削工件的材料。
螺旋形的刀片具有较大的刃角，使切削过程更加顺畅和高效。
当螺旋钻头旋转时，切屑从刃部的凸起处形成，并沿着螺旋槽被排出。
螺旋槽有助于排屑的顺利排出，并减少可能的卡刀情况。
排屑的顺畅排出也有助于保持刀具的冷却，并减少切削时的摩擦和磨损。
螺旋钻头的切削效果取决于多个因素。
首先，刃部的质量和材料决定了切削效果的稳定性和寿命。
高质量的硬质合金刃片可以保持刀具的锋利度，并减少损耗。
其次，钻头的旋转速度和进给速度影响了切削质量。
较高的旋转速度可以提高钻孔速度，但也可能导致较高的摩擦和磨损。
较高的进给速度可以快速移除切屑，但也需要考虑加工表面的质量。
此外，不同类型的螺旋钻头适用于不同类型的工件和加工需求。
常见的螺旋钻头有普通钻头、中心钻头、扩孔器、螺柱钻头等。
根据具体加工要求选择适当的螺旋钻头可以提高工作效率和加工质量。
总结起来，螺旋钻头的切削原理是通过旋转运动和螺旋结构来实现的。
刃部的螺旋形状可以实现切削和排屑的目的，而旋转速度、进给速度和刀具质量等因素影响着螺旋钻头的切削效果。
正确选择和使用螺旋钻头可以提高加工效率和质量，满足不同领域和材料的加工需求。
【文献综述】螺旋齿拉刀的计算机辅助设计
文献综述机械设计制造及其自动化螺旋齿拉刀的计算机辅助设计一、概述在加工多种几何特征内外表面时，拉削是主要的方式。
拉削可以提高生产效率并获得极高的加工精度。
拉床的结构和操作方式都比较简单，所以拉削在日常加工中使用非常广泛。
但是拉刀的结构和形状复杂，设计困难，所以拉刀价格比较昂贵。
随着计算机技术的飞速发展，在刀具设计中越来越多的使用到计算机辅助设计。
利用计算机及其图形设备帮助设计人员设计就是计算机辅助设计，简称CAD。
CAD技术可以帮助设计人员进行大量的计算、分析和对比，并使开发人员选择最优的方案。
在拉刀的设计中，计算机辅助设计已经开始得到重视并逐渐开始使用。
二、已有文献综述及评价“基于UG的螺旋齿圆孔拉刀三维实体造型[1]”（隋向东，2011）通过对螺旋齿拉刀三维实体造型过程的分析，提出了将特征参数化和草图参数化结合进行三维建模的方法。
利用草图功能绘制完整齿槽，并通过布尔运算生成刀具实体，实现了螺旋齿拉刀的三维实体造型。
旨在为设计人员寻求简便有效的设计方法和工具提供参考。
“螺旋齿拉刀的CAD设计及有限元分析[2] ”(隋向东，2010)在研究金属切削理论和弹性有限元理论的基础上，采用有限元方法从刚度、强度和应力观点对刀具进行分析计算，可以为改进拉刀受力情况、合理设计拉刀结构以及对拉刀进行失效分析提供理论依据和分析手段。
“计算机辅助拉刀设计系统研究[3]”(张捷等,2005)通过对拉刀设计过程的研究，提出了解决了计算机辅助设计系统中工件信息描述、工程图表处理、参数化绘图、刀具图形文件管理等问题的方法，开发出了拉刀 CAD 系统，对其他刀具系统的开发有较好的借鉴作用。
“拉刀CAD自动设计方法的探讨[4]”（庞丽君等，2009）开发了一个基于Microsoft Windows操作系统的拉刀参数化CAD和图档与设计文档管理系统。
介绍了系统的总体方案及基本功能模块,探讨了基于网络的图文档案数据库管理、系统安全等相关问题。
基于UG的变螺距螺旋槽建模及数控加工编程
参考文献： [1] 赵飞;李倩;矿山机电设备安装工程造价管理初探[J];科技信 息;2010 年 21 期 [2]冯永远;煤矿机电安装中的施工管理策略研究[J];科技致富向 导;2012 年 29 期 [3] 刘志刚;矿山机电设备安装工程造价控制对策[J];企业导报; 2012 年 18 期
参考文献： [1] 王秋鹏；UG 技术在数控编程中的运用 [J]；电子设计工程； 2012 年 20 期 [2] 王国庆;UG NX7.5 在数控加工中的实例应用[J];信息技术与 信息化;2012 年 04 期 [3] 邢晓红;基于 UG 的数控实验教学研究[J];硅谷;2009 年22 期
[2] 高养田.空调变流量水系统设计技术发展(之二)[J].暖通空调, 2012,39(10):100-101.
加工投影矢量设置为“刀轴”，刀轴设置为“远离直线”点 击编辑参数→点和矢量，见下图：
基于 UG 的变螺距螺旋槽建模及数控加工编程
图 9 刀轴控制设定 （二）加工刀路的生成。经过这些设置后，生成刀轨如下图：
图 13 另一侧变螺距螺旋壁 四、后处理及四轴加工程序生成 四轴机床比三轴机床多了旋转轴，因此四轴机床的加工坐 标 系是 四 维坐 标 系。 产 生 四 轴 加 工 程 序 需 要 使 用 UG/Post Builder 为四轴机床建造一个后处理，在完成了机床的控制系 统种类选择后，根据变螺距螺旋槽加工需要分析机床结构，变 螺距螺旋槽建模成型时的旋转轴为 Y 轴，其旋转平面为 ZX 平 面；在如图 14 和 15 页面中，设定第四轴选择平面设为 ZX，转 轴字头按照机床系统设为 A，公差为 0.001，最小旋转角度为 0.001，最大角度进给为 1500，转轴方向为 Normal－符合左手定 则，转轴行程限制可设为 -9999－9999；其余参数保持原有的三 轴加工机床默认值，不作修改。 （一）UG/CAM 后置处理原理图
螺旋槽盘形铣刀刃形数学模型的建立与仿真
（） ３ 接触点的公法线与回转面的轴交线相交． ３ 妞旋擂盘形铣刀脚形的确定
３ １ 几个基本向量的定义 ．
ｐ Ｂ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
式中： 为向径的模， ｒ 。 且为变星； ｐ为螺旋参数讨 为极角， 参变量； 为参变量 表示端截形曲线从起始位置绕ｙ Ｂ 轴转
过的角度， 顺时针方向为正
Ｓ 为初始角（ 常数）为端截形坐标系（ 二Ｙ ｏ的ｓ 。 ， ０ ｏａ ） ｏ 一 ｓ 轴与螺旋面坐标系（ ｒｚ ｏ ） － 的二轴之间的夹角， 。 ｚ ｙ 由二 到
螺旋槽盘形铣刀刃形数学模型的建立与仿真
李 辉’ 衷长明’ 王战中２ ， ，
（ ｀ 石家庄铁路工程职业技术学院， 石家庄 。０４ ； ５０１＇ 石家庄铁道学院， 石家庄 。０４） ５０３
摘 要 采用向蚤分析法详细分析并建立了娜旋柑盘形悦刀的数学模型， 并在此基础上用 Ｖｓａ Ｂｓ 语言偏写 了 ｉ ｌ ｉ ｕ ａ。
Ｌ Ｈ ｉ Ｙ Ａ Ｃ ａｇｍｎ＇ＷＡ Ｇ ａ－ ｏｇ Ｉ ＇ Ｕ Ｎ ｎ－ｉ ， Ｎ Ｚ ｎｚ ｎ＇ ｕ ． ｈ ｇ ｈ ｈ ． ｊ ｈａｇ ０１ （Ｓｉ ｚｕｎ Ｉ ｔｕ ｏ Ｒ ｉ ａ Ｅ ｇ ｅｒ ｇ Ｓｉ ｚｕｎ ００４ ； ‘ｈｉｈａｇ ｉｔ ｆ ｌ ｙ ｉ ｅｉ ｈｉ ｊ ａ ｎ ｔ ｅ ａｗ ｎ ｎ ｎ ｓ ａ ５ ＇ｈｉｈａｇ ｉ ａ Ｉ ｔｕ ． ｊｚｕｎ ００４） Ｓｉ ｚｕｎ Ｒ ｌ ｙ ｉｔ Ｓｉ ｈａｇ ０３ ｊ ａ ａｗ ｎ ｔ ｅ ｈｉ ｓ ａ ５ Ａ ｓａｔＩ ｔｉｐｐｒ ｔ ｅｕｔｎ ｔ ｃｔｎ ｅｇ ｐｏｉ ｆ ｓｉｌ ｉ ｃｔ ｒ ａｔ ｂ ｕｉ ｖｃ ｒ ｂｔ ｃ： ｈ ａｅ， ｑａｏ ｏ ｈ ｕｔｇ ｅ ｆ ｏ ｐ ａｆｔｇ ｔ ａ ｃ ｕ ｙ ｎ ｅｔ ｒ ｎ ｓ ｈ ｅ ｉ ｆ ｅ ｉ ｄ ｒ ｌ ｒ ｌ ｎ ｕ ｅ ｒ ｅ ｒ ｕ ｅ ｐ ｓ ｇ ｏ
一种螺旋槽的加工方法
一种螺旋槽的加工方法
一种常见的螺旋槽加工方法是利用数控车床进行切削加工。
以下是具体的步骤：
1. 准备工作：选择合适的硬质合金刀具和合适的加工参数。
根据需要确定螺旋槽的直径、螺距等参数。
2. 设置车床：将工件夹紧在车床的主轴上，并调整车床的工作台和刀架位置，使刀具能够正确进入工件并进行切削。
3. 编程：利用数控编程软件，根据螺旋槽的参数，编写切削程序。
程序应包括切削路径、切削深度、进给速度等信息。
4. 开始加工：将切削程序输入数控车床，并启动加工过程。
车床会自动执行预设的切削路径和深度。
5. 监控加工过程：定期检查切削条件，确保切削速度、切削深度等参数符合要求。
如果需要调整，及时进行调整。
6. 完成加工：当螺旋槽加工完成后，停止机床，并检查工件表面质量。
如有需要，可以进行抛光或其它后续加工工序。
需要注意的是，螺旋槽的加工比较复杂，需要充分了解工件和切削工艺的特点，
以确保加工质量和工件精度。
同时，切削液的使用和加工过程中的冷却也非常重要，以避免刀具磨损和工件变形。
UG建模中铣刀螺旋槽沟型的设计方法
UG建模中铣刀螺旋槽沟型的设计方法郁小利（关中工具制造721400）摘要：介绍应用UG NX7.5参数建模技术对立铣刀螺旋槽沟型的设计。
关键词：铣刀；UG NX；参数化；三维建模一、引言铣刀螺旋槽沟型的设计关键是几何参数的选择，铣刀的种类繁多，而且随着被加工材料的变化，其参数也需要重新设计，如何做到设计快捷、准确呢，应用SIEMENS公司的UG NX7.5中的参数化建模技术可以更好的做到这一点。
且设计准确、直观。
二、建立表达式：铣刀的螺旋槽与铣刀直径和螺旋升角有一定的关系，具体为：L=πD/tanβ,其中π=3.1415，β=42.5°，L▬螺旋线导程。
D▬铣刀直径。
因为UG中不认中文，在这里暂时设定(为了讨论问题方便，把各项都设为恒定，不用单位)pi=3.1415, beta=β=42.5，D=50（以φ50锥柄立铣刀为例）。
打开UG程序，进入到三维建模模块，点击“工具”栏下拉菜单中“表达式”命令，输入参数如下表：表（1）点击“确定”按钮，系统将生成各种参数值以及参数之间的关系。
三、建立螺旋线：1、以φ50x75x200锥柄立铣刀为对象绘制草图如下图：图（1）2、草图几何约束如表（2）：表（2）3、点击“完成草图”命令，进入三维建模环境：点击“旋转”按钮，选择Z轴为旋转轴，取坐标原点为中心点，得到如下实体：图（2）4、建立螺旋线：由表达式可知，φ50锥柄立铣刀的螺旋线导程为171，由草图可知其刃部长度为75（考虑到铣刀颈部的刀痕，实际输入值为75+8）点击“插入”，在其下拉菜单中，点“曲线”中的“螺旋线”命令，输入参数，按“确定”按钮生成螺旋线。
如图（3）。
5、绘制螺旋槽沟型草图：铣刀的沟型与齿数Z、刃宽、折背深度，沟深、沟底圆弧半径有一定的关系，在这里以φ50锥柄立铣刀为例，进行说明。
具体参数为：铣刀半径R=25；齿数Z=4;齿形角=360°/4=90°；刃宽B=2;折背深K=2;沟深H=11；前角γ=18°；沟底圆弧半径r=4；刃长L=75.选铣刀端面为基准平面绘制草图。
成槽机工作原理
成槽机工作原理
成槽机是一种用于加工金属材料的机床。
它的工作原理是通过旋转切削刀具，将金属材料上的一部分切削掉，以实现加工的目的。
具体来说，成槽机包含一个旋转的主轴，主轴上安装有切削刀具。
当主轴启动后，刀具开始旋转。
工件被固定在机床的工作台上，并根据需要调整位置以确保切削刀具可以完整切割到工件上。
操作者可以通过调整机床的进给机构来控制切削的深度和速度。
成槽机的切削刀具通常采用硬质合金或高速钢制造，以保证刀具的耐磨性和切削效率。
切削过程中，刀具将高速旋转，并沿着工件表面移动，将金属材料切削掉。
切削刀具通常具有多个刃口，这样可以提高切削效率。
成槽机在加工金属材料时，需要考虑工件的尺寸、形状和材料硬度等因素。
操作者需要根据工件的要求选择合适的切削刀具和加工参数，以保证加工质量和效率。
此外，操作者还需要注意安全操作规范，避免发生意外事故。
总之，成槽机通过旋转切削刀具切削金属材料，实现对工件加工的目的。
它是一种重要的金属加工设备，广泛应用于制造业各个领域。
刀具螺旋槽磨削接触线的几何求解及其在三维建模中的应用
*国家科技重大专项(2018ZX04041001)
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V • W快 National Science and Technology Major Project Item IV _ 掠”功能,将螺旋槽横截面轮廓沿指定螺旋线扫掠生 产螺旋槽口切。这种方法原理和操作都非常简单，应 用非常普遍，但最大的问题是螺旋槽的截面轮廓通常 仅用3个设计参数进行描述，与实际产品的截面轮廓 存在一定误差，而且螺旋槽槽尾即砂轮退刀处无法实 现精准建模，故建模的精度不高。二是“实体切除 法”，即利用某些三维设计软件(如SolidWorks)中的特 定功能，使砂轮实体沿指定路径作螺旋运动形成包络 体，然后与刀体作布尔减运算形成螺旋槽UY。这种 方法操作简单，但对三维设计软件的功能有限制，具有 一定局限性，而且计算量较大。三是“仿真加工法”， 它是基于螺旋槽的磨削加工原理,利用数控加工仿真 技术和软件生成刀具实体模型〔"I。“仿真加工法”所 生成的螺旋槽模型理论上与实际产品完全一致，精度 非常高,但需要具备扎实的螺旋槽磨削加工理论知识, 完成建模的难度较大。
刀具三维建模是刀具数字化设计技术的一项重要 内容,螺旋槽的三维实体模型对于提高刀具设计开发效率 具有重要意义。
螺旋槽结构设计与磨削加工中，有一条重要的特 征线称为磨削接触线,它是砂轮作螺旋运动时,任意时 刻砂轮与螺旋槽之间的瞬时相切线。接触线绕砂轮轴
线旋转，得到砂轮的外圆周面;绕刀具轴线作螺旋运 动，得到刀具螺旋槽。由于接触线同时具备砂轮和螺 旋槽的特征信息,如果能求解出螺旋槽磨削接触线,在 三维设计软件中将其绕刀具轴线作螺旋运动,便可精 确建立螺旋槽的三维实体模型。
刀具螺旋槽生成的直接方法及计算机仿真
刀具螺旋槽生成的直接方法及计算机仿真
王显峰;张伟
【期刊名称】《大连工业大学学报》
【年(卷),期】2004(023)004
【摘要】螺旋槽的生成是通用刀具设计和加工的基本问题.虽然已经积累大量研究经验和资料,需要探索和开发的领域还很广阔.螺旋槽生成方法历来广泛应用的是已知槽型求其加工砂轮或刀具的轮廓,通常称为逆方法.另一种方法是已知砂轮轮廓求槽型,所谓正方法(或直接方法).这两种方法各有其特点和局限性.直接方法虽然比较容易实现,但尚未引起足够重视,在原理和应用上还有许多问题待研究.本文论述直接方法的数学建模及其应用,并通过实际加工比较计算结果与成品的误差,证实按直接方法编制的程序可以成为仿真软件.
【总页数】5页(P273-277)
【作者】王显峰;张伟
【作者单位】大连轻工业学院,机械工程与自动化学院,辽宁,大连,116034;大连轻工业学院,机械工程与自动化学院,辽宁,大连,116034
【正文语种】中文
【中图分类】TG713.1
【相关文献】
1.直接基于点云数据的刀具轨迹生成 [J], 梁新合;邓志华;王霄
2.点云直接生成刀具路径及其后置处理 [J], 杨磊;何雪明
3.特种回转面刀具的生成原理与计算机仿真 [J], 刘鹄然;王永刚
4.一种刀具螺旋槽截型曲线的计算方法 [J], 刘静文;李欣泽;张鹤;李耀东
5.基于运动原理计算加工螺旋槽用成型盘铣刀刀具廓型线方法研究 [J], 宋超;殷国富
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UG建模中铣刀螺旋槽沟型的设计方法
UG建模中铣刀螺旋槽沟型的设计方法郁小利（陕西关中工具制造有限公司721400）摘要：介绍应用UG 参数建模技术对立铣刀螺旋槽沟型的设计。
关键词：铣刀；UG NX；参数化；三维建模一、引言铣刀螺旋槽沟型的设计关键是几何参数的选择，铣刀的种类繁多，而且随着被加工材料的变化，其参数也需要重新设计，如何做到设计快捷、准确呢，应用SIEMENS公司的UG 中的参数化建模技术可以更好的做到这一点。
且设计准确、直观。
二、建立表达式：铣刀的螺旋槽与铣刀直径和螺旋升角有一定的关系，具体为：L=πD/tanβ,其中π=，β=°， L▬螺旋线导程。
D▬铣刀直径。
因为UG中不认中文，在这里暂时设定(为了讨论问题方便，把各项都设为恒定，不用单位)pi=, beta=β=， D=50（以φ50锥柄立铣刀为例）。
打开UG程序，进入到三维建模模块，点击“工具”栏下拉菜单中“表达式”命令，输入参数如下表：表（1）点击“确定”按钮，系统将生成各种参数值以及参数之间的关系。
三、建立螺旋线：1、以φ50x75x200锥柄立铣刀为对象绘制草图如下图：图（1）2、草图几何约束如表（2）：表（2）3、点击“完成草图”命令，进入三维建模环境：点击“旋转”按钮，选择Z轴为旋转轴，取坐标原点为中心点，得到如下实体：图（2）4、建立螺旋线：由表达式可知，φ50锥柄立铣刀的螺旋线导程为171，由草图可知其刃部长度为75（考虑到铣刀颈部的刀痕，实际输入值为75+8）点击“插入”，在其下拉菜单中，点“曲线”中的“螺旋线”命令，输入参数，按“确定”按钮生成螺旋线。
如图（3）。
5、绘制螺旋槽沟型草图：铣刀的沟型与齿数Z、刃宽、折背深度，沟深、沟底圆弧半径有一定的关系，在这里以φ50锥柄立铣刀为例，进行说明。
具体参数为：铣刀半径R=25；齿数Z=4;齿形角=360°/4=90°；刃宽B=2;折背深K=2;沟深H=11；前角γ=18°；沟底圆弧半径r=4；刃长L=75.选铣刀端面为基准平面绘制草图。
关于圆柱螺旋槽数控加工的研究-1
关于圆柱螺旋槽数控加工的研究圆柱螺旋槽一般指的是按一定规律环绕在圆柱面上的等宽槽，一般要求与螺旋槽等宽的圆柱销能够在其中自由平稳的滑动。
一般来说，圆柱螺旋槽的工作面即两个侧面的法截面线是平行的，槽宽在整个螺旋槽中是宽度相等的。
一般的数控加工方法是，在4轴立式加工中心机床中选择与螺旋槽宽度相等的刀具沿该螺旋槽中心线走刀，一般刀具有多大，加工出来的螺旋槽就有多大，能够满足一般的设计要求。
但此种加工方法存在很多局限性，主要有以下两个方面：一，当找不到直径与螺旋槽槽宽相等的刀具时，比如非标刀具，就必须定制刀具。
这就导致增加生产成本，加长生产周期。
二，当螺旋槽宽度尺寸较大时，加工比较困难。
由于加工螺旋槽程序中只存在移动轴和转动轴的联动，在这种情况下，数控系统不支持刀具直径补偿功能，所以当螺旋槽槽宽较大时，就只能用大直径刀具加工。
一般方法是先用小刀具加工去余量，再用比较大的刀具半精加工，最后用与槽宽宽度相的刀具加工。
这就导致加工时间长，刀具成本增加。
针对以上传统方法的不足，现提出一种新的在4轴立式加工中机床加工的数控加工方法。
首先，对螺旋槽进行分析。
与槽宽相等的刀具加工时螺旋槽时情况如下图所示：刀具在螺旋槽中示意图展开图其次，假设小直径刀具加工螺旋槽时，刀具与螺旋面的相切点正好是大直径刀具与螺旋面的相切点，小刀具径为D，螺旋槽宽度为W，螺旋槽展开线与水平线的夹角为θ，螺旋槽导程为T，旋转轴为绕X轴旋转的A轴。
刀小直径刀具走刀到相切点时，A轴座标正好与大刀具走到此相切点时相等，则可以得出下面的公式，如下图图1所示刀具在螺旋槽中示意图展开图图中Dz为螺旋槽基圆直径，当螺旋槽在不同深度，其基圆直径不同即Dz尺寸不同，相应θ值不同。
根据以上公式，应用于数控加工。
当Dz=圆柱最大直径即螺旋槽最大基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽开口处大，根部小的情况; 当Dz=螺旋槽根部基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽开口处小，根部大的情况; 当Dz=螺旋槽中部基圆直径时，加工出的螺旋槽槽宽上下基本一致。
通用螺旋槽成形铣刀CAD技术
通用螺旋槽成形铣刀CAD技术
温秋生;石君长
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】1993(27)7
【摘要】本文介绍了圆柱体螺旋槽用成形铣刀的CAD技术;建立了描述沟槽形状的通用数学模型;推导了刀具截形通用求解公式。
软件可进行沟槽加工过程摸似。
刀具图、样板图、截形放大图以及图纸尺寸信息等可通过绘图仪自动绘出或通过打印机输出。
软件收集了常用刀具沟槽数据。
【总页数】4页(P18-21)
【关键词】成形铣刀;CAD;螺旋沟槽
【作者】温秋生;石君长
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TG714.02
【相关文献】
1.加工螺旋槽成形铣刀设计的CAD [J], 孙建桥
2.加工螺旋槽成形铣刀的CAD及其加工仿真验算 [J], 高瞩
3.加工立铣刀螺旋槽用成形铣刀廓形的计算机辅助设计 [J], 修树东;刘华明
4.通用螺旋沟槽成型铣刀和砂轮CAD软件研究 [J], 温秋生;石君长
5.设计螺旋槽成形铣刀的CAD方法 [J], 奚威
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工仲做螺旋运动包络而成。个截圆丰径为昃4，砂轮轴户 与工件回转轴2之间的夹角为0角，5为砂轮直为中心训好 为砂轮端面到砂轮坐标中心的距离为截圆心
到砂轮坐标中心的距离，为工件旋转角度。3.1坐标系的 建立为了便于分析。现建立，固定坐标糸轴方向与工件 回转轴致；建立，7，幻矢量坐标系，活动标
架叫，叫。左随砂轮起绕工件轴线做旋转运动。3.2刀具 螺旋面执段方程的建立该截做螺旋运动所得螺旋面矢量 方程力将式5转换到矢量坐标系中，贝有将式
削成形原理2.1成形原理基础上，提出了空心短锥柄册艮 选用的原则，为建立册1刀柄选用的专家系统奠定了基础。 1李海田。新型工具系统空心短锥工具系
统。组合机床与自动化加工技术，1997，107，462王树 林，王贵成。高速加工及其工具系统的研究进展。江第 作者许琰，江苏大学机械工程学院，2
12013江苏省镇江市角，砂轮绕自身轴线作回转运动为主 磨削运动，工件相对子砂轮沿轴向作直线运动的，绕身 轴线转动即工件旋转周的同时沿轴线方向前
1引言在刀具的加工过程中，刀具螺旋槽的槽形直接影响 到刀具的排么矜屑，能和刀具的儿何参数，度以及刚度 等，设计良好的螺旋槽可刀具螺旋槽的砂轮曲面和机床安装参数，国外已经开发 了设计这些参数的模拟软件，但其理论受到严密的
保护。因此我们必须立足自身，对刀具螺旋槽成形原理 进行系统的研究，建立螺旋槽槽形优化模型。通常情况 下，人们是由已知的螺旋槽根据啮合原理求解砂轮
5结语基于将砂轮视作由无数个截圆组成并由这些截圆沿 着工件做螺旋运动包络出刀具螺旋槽的理论，建立了螺 旋面的数学模型，并在此基础上编写出螺旋槽模
拟软件，得出机床刃磨参，以刀具螺旋槽的计兑机模拟 设代，了传统的试凑试切法。人人缩短了试切调整时间 并且提高了螺旋槽的刃磨精度。因此，用螺旋槽模
拟软件进厅螺旋槽的设汁和仿真模拟有着很大的实用性 和现实意义。1周志雄。微钻头螺旋槽的数学模型及其0 人0方法。中国第怍者胡江林，大连轻工业学院
机械系，6034辽宁省大连市
冷水机/ 模温机 / 冷水机/
床安装参数4= 4实例分析及试验结果4砂轮磨削直上为12， 1的诜刀，钻心直径6.，1.根据第3节所建立的数学模型计 算出的机床刃磨参数7.模拟
截形与实际磨削截形的对比8.！投拟故形1实际，削出的 瘕形由8可以看出实际磨削出的螺旋槽截形与模拟出的螺 旋槽截形吻合，证明将螺旋槽视为由砂轮截
圆做螺旋运动包络而成的磨削理论的正确性。但是，由 于在调整机床安装参数时，存在着各方面的误差，使得 理论模拟截形与实际磨削出的截形有定以到提高。
的廓形曲面1由于存在着干涉问，实际磨削出的槽形与理 论槽形有着很大的差异。然而在实际生产中，人们往往 根据已知根据曲面包络原理，将砂轮曲面看成由
无数多个截收稿日期2003年9月圆组成，所有这些截圆沿 着工件做螺旋运动，形成族螺旋曲面，由这些螺旋曲面 族的截线族包络出刀具螺旋槽的截形。在此
理论基础上开发出螺旋槽截形模拟软件。通过对刀具螺 旋槽的槽形设计进丁计兑机模拟。得出机床的安装参数， 从而提高磨削螺旋槽的精度和性能。2螺旋面磨
进个螺旋导程，磨制出刀具的螺旋槽。2.2砂轮廓形曲线 的确定般用于磨削刀具螺旋槽的砂轮轴截面形状有很多， 其中比较典型的有两种，由段圆弧组成，妒
弧圆弧叫弧形，由直线圆弧1线组成2.本文只讨论第朝中 情况5直线柬弧直线勺段成形原理的数学模增建方法柬弧 半径义= 3螺旋面的数学模型设工件保持
固定，砂轮相对于工件作螺旋运动，即砂轮绕工件旋转 周的同时，沿工件轴线方向前进个螺旋导程，幻尸2.此时 6刀具螺旋面段坫由砂轮的无数多个截圆相对
6转换到叫厂直角坐标系中得到螺旋面方程由345得到户0 的达式，到任，的半鹞个，对应具技术族螺旋面，最终 包络出刀具的螺旋槽。3.3包络曲线方程
的建立得到螺旋面的截面形状。根据曲线包络条件，有 代入式5可得将式8代入式7，得到包络曲线方程将式3代 入式9就得到刀具螺旋槽的截面形状3.4刃
磨参数的确定由式10可以看出，砂轮截面形状随着参数， 好也0的变化而变化，因此确定4，好夂0为刀具螺旋槽的 刃磨参数。离且泌=乃2，3+35；机