成形銑刀廓形的設計和制造
成形銑削時的銑刀是以與工件外形相匹配的廓形來切削工件，形成相應的工件外形。在solidworks軟件的三維設計環境中模擬工件和刀具在實際加工時相互位置關系，利用其三維造型功能完成成形銑刀三維實體設計及前刀面內的投影視圖，從而設計出銑刀廓形，明顯進步成形銑刀的設計和制造的質量和效率。
引言
成形表面是零件的重要組成部分，也是產品加工過程的關鍵環節。成形刀具切削加工具有生產效率高、加工質量穩定和使用壽命長的特點，廣泛應用于各種成形表面的加工。工件的成形表面由成形刀具的成形切削刃一次加工出來，不僅保證了表面質量，而且生產率大大進步，在零件成形表面加工中應用的是成形銑刀。成形銑刀廓形是根據工件廓形設計出來的，反映在銑刀前刀面上，盡管廓形形態各異，但可以以為是由若干直線段和若干曲線段組合的。根據直線段的長度和位置不同，曲線段的半徑、位置及對應的圓心角不同，組合在一起就形成了形態各異的廓形。
由于銑刀具有較大的前角，所以刀齒前面的廓形高度不同于工件的截形高度，也不同于刀齒軸向剖面的截形高度。因此，銑刀的廓形和工件的廓形不一致，必須對銑刀廓形進行一定的修正計算。通過基于solidworks的三維造型功能，依據采用計算機輔助設計的工件外形，直接天生加工該工件外形的具有前角（y≠o）的成形銑刀廓形，從而進步成形銑刀的設計效率，并據此在線切割機床上完成銑刀刀片的加工，實現基于特征造型的成形銑刀的設計和制造。
1成形銑刀的設計
基于solidworks系統的成形銑刀設計是利用其特征造型、模擬裝配、直接天生關聯的工程圖等功能，以實現成形銑刀的參數化設計。對于不同的工件只需更改其三維廓形以及相應的刀具參數就可以直接得到相應的刀具廓形的圖樣，而無需在設計時再花大量的時間進行刀具廓形的修正計算。
solidworks是一套機械設計自動化軟件，它采用了microsoftwindows圖形用戶界面。使用這套簡單易學的工具，設計者能快速地按照其設計思想繪制出草圖，嘗試運用特征與尺寸及制作模型和具體的工程圖。solidworks是一套基于windows的cad／cae／cam／pdm桌面集成系統，其價格僅為工作站cad系統的1／4。該軟件采用自頂向下或自下向上的設計方法，可動態模擬裝配過程，自動天生同實體相關聯的工程圖紙。solidworks特征治理器中*的特征樹結構使操縱更加直觀，其*的參數化設計和可修改性使應用更加方便。
下面以圖1（a）所示的工件廓形和尺寸為例（取刀具的前角yf=80，af=12。）來說明基于solidworks特征造型的成形銑刀參數化設計實現的過程。
1．1天生工件實體
在solidworks中新建工件，選擇前視基準面為草圖平面繪制工件，經過拉伸后得到零件的實體，如圖i（b）所示。
以上視基準面為草圖平面，按照銑刀前刀面和工件的相對位置（yf=8。）畫直線，如圖2（a）所示，以此直線按*貫串方式切除工件，如圖2（b）所示。
1．2天生裝配體，在裝配體中進行成形銑刀實體的設計
在solidworks中新建裝配體，將已經完成的零件插進裝配體，選擇工件截切面為草圖平面，用轉換實體引用命令得到此平面上的截形，如圖3（a）所示。往掉部分無關的線條，保存工件與刀具接觸部分的線條，即以工件截形反方向延伸建立刀具前刀面的截形，如圖3（b）所示。
以裝配體的前視基準面為草圖平面，在草圖中畫直線定出后刀面的位置，如圖4（a）所示，直線的長度可以根據設計要求確定。以前刀面截形為截面，后刀面位置為路徑，用掃描命令天生刀具實體，天生的刀具可以看作是銑刀的一個刀齒或裝配式銑刀的刀片，如圖4（b）所示。
1．3天生刀具工程圖樣
在solidworks中新建工程圖，將刀具零件插進工程圖即可。當需要刀具的截形參數時，在solidworks中確定適當的剖面位置即可直接得到所需的剖面圖。圖5為刀具工程圖（未注尺寸），a4為其法面截形。
1．4獲取刀具前刀面截形參數
在solidworks中獲取參數的方法：將工程圖用saveas命令存成dxf或dwg格式，然后再在autocad中打開dxf或dwg文件，定義適當的坐標系，用list查詢命令即可獲得法面截形中每一線段的參數。
在工件輪廓圖上3-4段和11-12段對應的是圓弧，在圖6中3-4段和11-12段對應的是部分橢圓，假如被加工的工件表面存在圓錐面，通常對應在銑刀前刀面上的廓形應為雙曲線，這里用list查詢命令就可得知刀具廓形各段樣條曲線的若干個控制點坐標。下表為各段樣條曲線控制點坐標查詢結果。
2成形銑刀的制造
基于solidworks可以在三維實體環境中根據工件的外形特征，輕易地實現成形銑刀的三維實體模型設計，進而得到刀具工程圖和廓形參數。在cad／cam集成的環境下，可直接提取工件的外形用于銑刀的制造，如對于裝配式成形銑刀，刀片的制造可以利用已知的刀具廓形參數，在線切割加工機床上進行加工，通過控制公道的電流參數和走絲速度，使刀片的表面粗糙度達到要求，并且，一次安裝可以同時加工多片，大大進步了生產率，如圖7所示。使成形銑刀的設計和制造效率明顯進步。
3結束語
圖7成形銑刀在線切割機床上裝夾示意圖成形銑刀廓形設計利用solidworks三維實體環境中根據被加工工件的外形實現成形銑刀的三維實體設計，進而得到刀具工程圖和廓形參數。針對成形銑刀的設計，只要建立起相應工件和銑刀的裝配體文件，在裝配體中改變工件的廓形和刀具參數，就得到新的刀具實體、刀具工程圖以及刀具廓形參數。刀具廓形參數提供給線切割加工機床，通過控制公道的電流參數和走絲速度，一次對多個銑刀刀片進行加工，實現了成形銑刀廓形的設計和加工。
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由于銑刀具有較大的前角，所以刀齒前面的廓形高度不同于工件的截形高度，也不同于刀齒軸向剖面的截形高度。因此，銑刀的廓形和工件的廓形不一致，必須對銑刀廓形進行一定的修正計算。通過基于solidworks的三維造型功能，依據采用計算機輔助設計的工件外形，直接天生加工該工件外形的具有前角（y≠o）的成形銑刀廓形，從而進步成形銑刀的設計效率，并據此在線切割機床上完成銑刀刀片的加工，實現基于特征造型的成形銑刀的設計和制造。
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1．1天生工件實體
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