基于UG螺旋槽丝锥沟槽铣刀设计

    丝锥螺旋槽成形铣刀传统设计方法是作图法和解析法。作图法比较直观，但丝锥螺旋角较大时，在二维平面上寻求三维共轭点是相当困难的，费时且误差大。解析法虽然精确但求解接触点运算复杂。应用NX7.5中的建模方法，能够准确做出成形铣刀回转面与丝锥螺旋槽的接触线，完成铣刀建模。

    1．设计原理

    铣削加工丝锥螺旋槽时，沟槽螺旋面在切削点上与成形铣刀轴向廓形绕铣刀轴线的回转曲面相切，其切点为接触点。成形铣刀径向剖面与自身回转表面交线是一个圆，与螺旋槽表面的交线为平面曲线，圆与曲线相切，切点为接触点，切点连线即为接触线。将此接触线绕铣刀轴线回转，就可以得到刀具的回转实体。

    2．设计方法

    丝锥螺旋槽加工是以端面截形为基础的，是决定沟槽形状的主要尺寸和角度，如芯圆直径、刃瓣宽度和前角由它的端面轮廓线所决定。其尺寸是标注在径向截面内的，也便于对加工后的螺旋槽进行参数检验。下面就以M36螺旋槽丝锥沟槽为例介绍一下成形铣刀的设计方法。

    （1）创建丝锥沟槽螺旋曲面。①进入NX建模模块，绘制草图回转生成直径φ36mm、长度150mm的圆柱体。②以圆柱体端面为草图平面绘制丝锥端面截形图如图1所示。容屑槽的结构采用前刀面直线段与两段圆弧组成，并依次相切。为设计和制造铣刀方便，取两圆弧圆心与丝锥外圆圆心共线，刃背角取90°，既有利于丝锥退出时切除“切削根”，又不至于刮伤已加工表面。槽形轮廓线参数参照螺旋槽丝锥国家标准GB3506-1983取丝锥前角6°、刃瓣宽8.5mm、芯圆直径17.28mm。完全约束草图后，应用NX分析功能测得大圆弧半径14.43mm、小圆弧半径6.5751mm；测得直线段部分长3.42834mm满足M36螺旋槽丝锥粗、细牙全齿高上为正前角的要求。③将用户坐标WCS旋转，使XC与沟形轮廓两圆弧圆心连线重合。插入螺旋线，导程为3.14×36/tan30°，长度为150mm。以上一步画的沟形轮廓线为截面线，以螺旋线为引导线，用扫掠命令生成片体。延伸片体4边各2mm，用修剪体命令生成丝锥沟槽螺旋曲面如图2所示。

图1、图2 铣刀设计方法

    2）丝锥螺旋槽成形铣刀廓形的建立。第一步：确定铣刀的放置位置。为保证铣刀与螺旋槽的接触线全部在工件内及铣刀廓形两侧刃在铲齿时法向后角基本相等，将铣刀放置在螺旋线的正上方并靠近中部的位置上。做法如下：①创建平行于丝锥端面距离为75mm的基准平面1，找出平面1与丝锥轴线的交点1及与螺旋线的交点2。以1、2两点创建基准轴3。②创建通过基准轴3与丝锥轴线的基准平面2，再创建基准平面3过丝锥轴线且垂直于平面2。