麻花钻螺旋槽数控加工中砂轮位置的自动搜索-论文.pdf

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1、第33卷第4期大连工业大学学报Vo1．33NO．42014年7月JournalofDalianPolytechnicUniversityJu1．2014文章编号：1674—1404(2014)04—0305—04麻花钻螺旋槽数控加工中砂轮位置的自动搜索李铸宇，张伟，贺凤宝，胡建忠(大连工业大学机械工程与自动化学院，辽宁大连116034)摘要：螺旋槽对麻花钻的切削性能有重要的影响。在已知芯厚和径向前角的条件下，提出一种自动搜索砂轮安装位置、数控加工麻花钻螺旋槽的新方法。首先在等芯厚的条件下，确定砂轮的初始中心距；再用模拟加工运动的直接法计算

2、槽形；在满足径向前角的条件下，用一维搜索确定偏心距。实际加工的螺旋槽横截面数据的测量和计算结果一致，证明方法有效。算法可直接应用于钻头数控开槽机的软件设计。关键词：麻花钻；螺旋槽；芯厚；前角中图分类号：TG713．1文献标志码：AAutomaticsearchforgrindingwheelpositionfortwistdrillCNCflutingLIZhuyu，ZHANGWei，HEFengbao，HUJianzhong(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，DalianPolytec

3、hnicUniversity，Dalian116034，Ohina)Abstract：AnovelmethodispresentedtosetupwheelpositionindrillCNCflutingtofulfillwebthicknessandradialrakeangle．Thewebthicknesscanbeachievedbysetting3uniqueinitialcenterdistancedirectly．Theprofileoffluteisdeterminedbydirectmethodofmachiningm

4、ovementsimulation．Therakeanglerequirementisfulfilledbyone—dimensionalsearchtodeterminetheeccentricdistance．Itsvalidityisverifiedbygoodagreementbetweenthecomputedresultsandsamples’measurement．Thisalgorithmcouldimplementinasoftwaresystemfordrillflutegrinder．Keywords：twistdr

5、ill；flute；webthickness；rakeangle0引言度，前角则影响钻头的排屑和切削力等性能。同一片砂轮可以通过调整安装位置加工出不同的槽麻花钻的前刀面是螺旋面。它除了提供钻削形，方法灵活，适应各种槽型，成为研究热点，但一加工中所需要的排屑空间，同时也影响主切削刃些设计依靠经验数据确定砂轮加工位置4；另一的形状和前角]，是决定钻头切削性能的重要结些采用粒子群(PSO)搜索算法，需要3000次冗构。螺旋槽的廓形传统上要求与形成廓形的刀具长的迭代计算得到结果_5]。砂轮的加工位置同时形线一一对应，并且形线精度要求严格I2。这显

6、影响螺旋槽的芯厚和径向前角，使求解变得困难。然很难适应现代制造业出现的各种难加工材料。中心距和偏心距决定加工出的螺旋槽轮廓形由于加工性能差别大，必须设计各种合适的槽型。状[3]。应用这个性质，提出一种新的有效解决上目前数控制造中使用的硬质合金钻头，螺旋槽的述难题的方法。首先，设定一个初始的中心距，满加工只能用金刚石砂轮磨削。由于金刚石硬度足芯厚的条件；在保证芯厚不变的条件下，调整砂高，修整砂轮费工费时，传统的设计方法显得困难轮加工位置，将满足芯厚和前角的条件分步实现；而且成本高。最后，用一维搜索的优化方法满足给定径向前角。近年来，出现了模

7、拟加工运动的直接法_3J。1满足芯厚条件的初始中心距它是采用外形简单的圆柱砂轮，加工指定芯厚和径向前角的螺旋槽。芯厚的要求保证了钻头的刚如图1所示，以钻头的后端面中心为原点，建收稿日期：2013-09—11．基金项目：国家科技重大专项(2010ZX04012—042)．作者简介：李铸宇(1975一)，男，博士研究生；通信作者：张伟(1962一)，男，教授306大连工业大学学报第33卷立全局坐标系{0：z，Y，)，z轴和钻头轴线重合；于毛坯轴线的正上方，这时偏心距T一0。由于直动坐标系{0：，，。)附着在砂轮上，z轴和砂径最大的这个砂轮薄片

8、切入毛坯材料最深，它将决轮轴线重合；轴与z轴之间的夹角．8称为安装定加工出的螺旋槽的芯厚。当中心距A设定为角；初始时刻，z轴和．Tg轴重合；轴与z轴之间A—r+r(1)的垂直距离称为中心距A。