圖1 銑刀齒形的軸向截形

1 砂輪截形的計(jì)算
加工汽輪機(jī)葉片用葉根銑刀要求精度高、耐磨損且能多次重復(fù)使用。該銑刀齒形的軸向截形如圖1所示。圖中A2B及IJ兩段直線垂直于X軸，若采用普通鏟磨法加工刀具齒形，則在該兩段直線處不能形成側(cè)后角，刀具用于切削時(shí)將首先在此處磨鈍，即產(chǎn)生“勒刀”現(xiàn)象。若采用分段鏟磨方法，即先鏟磨A2B 和IJ段之外的曲線，再斜向鏟磨這兩段直線，雖可保證前刃面齒形，但在重磨后齒形將發(fā)生改變，影響零件加工精度。若采用整體斜向鏟磨法，則HG 直線段的尺寸難以控制。為解決這一問題，在實(shí)際生產(chǎn)中可采用修形砂輪輥?zhàn)訉?duì)A～G和H～Z兩段分別進(jìn)行斜向鏟磨，這種加工方法既可保證刀具重磨后的齒形，又可節(jié)省刀具制造工時(shí)。
1.鏟磨用砂輪輥?zhàn)?2.砂輪輥?zhàn)咏匦?3.原始刀具的軸向截形 4.工件截形

圖2 砂輪截形的計(jì)算

如圖2所示，對(duì)銑刀進(jìn)行徑向鏟磨時(shí)，為計(jì)算砂輪截形，需已知以下參數(shù)：工件截形深度api，被鏟磨銑刀外徑處端面前角gfa，被鏟磨銑刀半徑r0，被鏟磨銑刀齒形上任一點(diǎn)A的極角di，銑刀截形寬度li，被鏟磨銑刀上任一點(diǎn)A處的矢徑ri，被鏟磨銑刀齒數(shù)z0，鏟背量K。銑刀軸向截形A點(diǎn)處的坐標(biāo)為Ti(計(jì)算時(shí)將各點(diǎn)軸向齒形的縱坐標(biāo)代入即可)，則徑向鏟磨時(shí)砂輪截形的計(jì)算公式為
ri=r0-Ti
di=arcsin[(r0/ri)singfa]-gfa
對(duì)于已給定的工件(銑刀)，將各段的軸向齒形坐標(biāo)代入迭代公式，即可計(jì)算出q=0°時(shí)的砂輪截形GX(I)和GY(I)。
2 影響砂輪截形的因素分析
斜向鏟磨時(shí)，砂輪既有鏟背運(yùn)動(dòng)(阿基米德螺旋運(yùn)動(dòng))，又有斜向分運(yùn)動(dòng)，此時(shí)砂輪截形主要受斜鏟角度q、砂輪直徑D、工件幾何參數(shù)等因素的影響。
斜鏟角度q的影響
如圖3所示，如采用相同的鏟背量K，因?yàn)镹P1=K/tana1，NP2=K/tana2(a1，a2分別為A點(diǎn)處的徑向和斜向頂刃后角)，又因?yàn)镹P1=NP2cosq，所以tana2=tana1cosq，即徑向和斜向的頂刃后角不同。如徑向和斜向頂刃后角相同，即a1=a2，則可得K2=K1/cosq，即K值增大。
將切削刃上A點(diǎn)的法向后角記為anA，它與鏟磨后角的關(guān)系為tananA=tana2sinq。因?yàn)閠ana2=tana1cosq，所以tananA=(1/2)tana1sin2q，即sin2q=2tananA/tana1。
在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù)加工需要選擇斜鏟角度q值，從而確定當(dāng)量工件直徑D1的值。為保證A2B處良好的切削性能，通常選取anA=3°

圖3 斜鏟角度q

圖4 斜向鏟磨示意圖
 

砂輪直徑D的影響
如圖4所示，設(shè)X為下一個(gè)刀齒的頂點(diǎn)，則斜向鏟磨時(shí)要求當(dāng)砂輪直徑上的點(diǎn)尚未到達(dá)或剛好到達(dá)X點(diǎn)時(shí)，凸輪必須回程，否則將會(huì)破壞下一個(gè)刀齒的軸向截形。根據(jù)砂輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可知，砂輪最小直徑的最大值應(yīng)為Ø75mm，由此可推斷出鏟背量K值約為2，將D1及K=2代入迭代公式，并重新計(jì)算齒形坐標(biāo)點(diǎn)，即可得到砂輪的實(shí)際截形。
另外，由于對(duì)刀不可能十分準(zhǔn)確，因此應(yīng)考慮鏟磨時(shí)砂輪串位的需要。為此，應(yīng)對(duì)砂輪輥?zhàn)酉鄳?yīng)段的尺寸作相應(yīng)調(diào)整。