木工刀具製造技術:PCD螺旋木工刀具及刃磨原理

2021-03-02 木工刀具論壇

PCD螺旋刀廣泛應用於木工領域，是周向分布多個短小刀片、具有圓柱形迴轉面的一類焊接式PCD迴轉刀具的統稱(見圖1)。通常，它的多個周向刀片具有多組大小、方向不同的刃傾角，因PCD螺旋刀刀片分布具有多樣性特徵，它的刃磨路徑規劃常以單個刀片為單位討論。

PCD螺旋刀的刃磨，要求刃口曲線在迴轉面上的徑向圓跳度在0.01－0.05mm以內，不對其他幾何參數做精度要求，在設計值的一定範圍內成型即可。它的四軸刃磨原理如圖2所示，盤形電極與刀具中心軸平行，利用電極外圓刃磨刀片後刀面［6－8］。刃口形成於電極外圓與前刀面交點A，理想狀態下，在最後一道刃磨工序時，OA長度即為切削半徑R(即迴轉半徑)。

圖1 PCD螺旋刀

圖2 PCD螺旋刀刃磨原理示意圖

3 實際刃口曲線的獲取

因刀片的焊接裝配誤差造成了前刀面與迴轉面相交形成的刃口曲線與設計曲線不同，需依實際刃口曲線來安排刃磨路徑，所以刃口曲線的獲取對PCD螺旋刀的刃磨有著重要意義。在線測量法是當前應用最普遍的獲取PCD刀具刃口曲線的方法，下面從參數化模型入手，針對單個刀片，分析刃口曲線的在線測量方案及擬合方法。

3.1 刀片刃口曲線參數化模型

刃口曲線是刀片前刀面與迴轉面的交線。PCD螺旋刀迴轉面為圓柱面，對於切削半徑為R的PCD螺旋刀，其母線為ρ(z)=R。由PCD複合刀片製備工藝決定了刀具前刀面為平面，因此，刃口曲線為橢圓曲線，在圖1所示空間笛卡爾坐標系下，刃口曲線可寫成以下兩種參數方程形式

或

其中，tanω = －A/B，φc為 c軸方向旋轉角，φ1、φ2為刀片兩端點對應的轉角坐標。因為切削半徑R是已知的設計參數，只要確定關係式z(φc)，即可獲得刃口曲線。

來源：PCD螺旋刀刃磨加工數控編程研究 閆虹，張輝，葉佩青

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