0引百成形磨削在成形加工中占有重要的地位，它不仅可以使非常复杂的型面在简单的磨削运动中一次完成，而且磨削效率高。虽然成形砂轮的廓形制造与修整相对复杂，但在大批量生产中，设计制造专门的砂轮修整装置的费用分摊到每个被加工零件上是较低的。但是，对于单件或小批量的磨削加工，这种成形磨削的方法就很不经济。

　　基金项目：江苏省自然科学基金资助项目（BK2004141）笔者在研究中发现，成形磨削完全可以改用普通圆弧砂轮进行。因为，虽然刃磨时砂轮与被磨工件是（曲）线接触，但在某一瞬时，实际参与工件成形的可以是一个点。也就是说，可以把砂轮与理想工件廓线的接触部分看成一个“磨削点”，虽然这个成形点在磨削的过程中其位置在磨削接触线上随时在变动，但在对工件廓线的形成过程和参数进行充分研究后，就可以控制“磨削点”磨削出要求的曲线廓形。因此提出了全新的“点磨削成形新原理及新方法”。这是一种紧密依靠CAD/CAM技术的新的成形磨削方法，其原理与（编辑苏卫国）：熊友军，男，1978生。华中科技大学机械科学与工程学院工业工程系博士研究生。主要研究方向为机器人遥操作、增强现实和虚拟现实技术。李世其，男，1965年生。华中科技大学机械科学与工程学院工业工程系教授、博士研究生导师。

　　张浩，男，1979年生。华中科技大学机械科学与工程学院工业工程系硕士研究生u快速原型制造（rapidprototyping）相类似，即首先设计出三维立体结构模型，再对其进行层切处理，转化为一系列层状平面，每一层面含有立体结构对应高度截面上的轮廓信息。成形磨削过程中这些结构信息对应着被加工工件上同样高度平面上的加工信息，从而可以控制磨削成形点进行成形磨削。这种磨削方法可以完成普通复杂成形曲面的磨削，也可以作为复杂成形刃具的刃磨方法。

　　1普通麻花钻与非直线刃麻花钻的刃磨目前，麻花钻占孔加工刀具使用量的80%以上111.但是，采用普通圆柱形状砂轮的侧面和柱面刃磨出的普通圆锥后刀面直线刃麻花钻，在钻尖的顶部存在着较长的横刃，且横刃处有较大的负前角，钻削时轴向抗力大，特别是钻头引入工件时容易钻偏。定心精度、被加工孔的圆度、表面粗糙度以及孔的钻入和钻出部分质量均较差。这在自动化生产线上对自动定心要求很高的数控钻床和加工中心极其不利。目前主要在结构、材料和涂层三个方面提高麻花钻的性能121，因此改善麻花钻的结构、创新其刃磨方法已成为日趋重要的研究课题。

　　理论和的钻头结构坐标系OcXcycZc中，艮P点磨削快速成形与非直线刃钻头的成形刃磨研究――李超包进平陈玲*轴上投影的长度；为偏移向距，是*，。在y *轴上投影的长度；为回转轴倾斜角。这些参数描述了双曲面以及钻头后刀面在磨削双曲面上具体位置和钻轴的方向。从可以看出，实际钻头后刀面只是模型曲面的一部分。选取模型曲面的哪一区段作为钻头后刀面，决定于钻头相对于模型曲面的空间方位情况，即钻心尖（通常选作钻头结构坐标系cX（。y（。z（。的原点）相对于模型曲面中心（曲面坐标原点o *）的位置，和钻头轴线相对于模型曲面坐标轴线的方向。因此，后刀面廓形决定于双曲面的形状特点，决定于参数ac的选择还决定于三个定位参数H、S和它们确定了钻心尖，。和钻头结构基面在模型曲面上的位置和钻轴的方向。这5个参数确定后，钻型就确定了，于是把这一组参数称为钻型的刃磨成形参数。

　　麻花钻在实际使用过程中，直接影响切削性能的是各切削刃的几何角度值。普通麻花钻标准中规定的设计几何参数有锋角2D.（或半锋角。）、横刃斜角☆外缘转点结构圆周后角a或结构后角a.一般来说，麻花钻的锋角是针对能获得直线主刃的钻头而言的（如传统的锥面刃磨）。以回转双曲面作为后面的钻头（见），主刃是曲线，主刃上各点的锋角是变化的。选用钻头主刃外缘转点与横刃转点（主刃和横刃的交点）这两点的锋角值表示双曲面钻头锋角的设计参数，并增加了钻头尾隙角a作为补充参数，建立了5个刃磨参数与5个设计参数的函数关系。由5个设计参数对应着指导成形刃磨的5个刃磨参数。

　　从所示钻型曲面的数学模型以及刃磨成形时和钻头的位置配置关系来看，由于可以让双曲面钻型的钻心尖接近双曲面中心点，而双曲面在这区段比较陡斜，因此可得到很尖的钻尖，主刃在钻芯处呈凹形，锋角较小，而主刃外缘处的锋角则逐渐增大。这种钻型的横刃在端视图中为S形181，在侧视图中为中间凸起的圆弧形，使横刃的前角加大，具有较好的自动定心作用，可提高钻孔精度，减小精加工工序余量，并且降低轴向力，提高了耐用度，适用于数控机床和钻硬度低的材料。初步，砂轮与钻头的接触由传统的“磨削线”变成了“磨削点”。理论上所有磨削曲线都可以用这样的“磨削点”“插补”出来。

　　作为钻头数学模型的二次回转曲面有一个共同的特点，即在垂直于其旋转轴的平面内，二次曲面与此平面的交线是一个圆，而且与旋转轴垂直的一系列不同截距平面的交线是一系列半径不同的圆。因此，在磨削点插补到曲线上新一点的位置后，只需被磨削钻头绕旋转曲面轴线旋转一个指定角度，就可层切出此旋转曲面的一个横截面的廓形。如此连续插补，就可形成钻头的整个后刀面。此特点的充分利用，可大大简化刃磨装置及刃磨过程控制的复杂程度。

　　快速成形刃磨选取々20mm普通麻花钻，按如和所示的配置形式，刃磨成形参数a实验在外加防护导轨装置的五坐标数控铣床上进表1测量点x测量值>，测量值z测量值z理论值相对误差序号（mm）（行，实验结果见。

　　双曲面钻头点磨削快速成形实验结果刃磨成形的钻头通过DEAMISTRAL070705三坐标测量机检测出成形曲面的三维坐标，并与理论坐标值比较，以验证“点磨削”成形原理的正确性和加工控制技术手段的可行性。

　　测量过程如下：利用被检测曲面与回转轴线垂直平面的截形为圆的特点找出曲面原始坐标系的x*、y *坐标值并估算出z*值，再根据x*、y*和z*值在测量机上设定测量坐标的原点；对曲面上另外的选定点进行三维值测量，并把测量出的z值与式（1）中计算出的z的理论值比较，得出成形误差。曲面上选取了10个测量点，测量结果见表1丨双曲面钻型测量与误差计算表718%*大相对误差为2.048%.可以认为这些误差是由测量和加工误差引起的，也可以证明“点磨削成形”理论和工艺是可行的。

　　3结论速原型制造所不同的是根据截面轮廓信息控制磨削点去除多余的材料，从而达到成形磨削的目的。

　　对此课题的深入研究将有望突破目前麻花钻锥面和螺旋面等的直母线刃磨方式的阻碍，避免必须用成形砂轮才能刃磨非直线刃麻花钻的一系列难题，给创制新钻型以及新钻型的各种切削实验研究带来非常便利的条件，也给新钻型的研究推广提供理论基础和技术手段，对研制具有完全自主知识产权的基于“点磨削成形”的刃磨机床和一系列适应不同材料和加工要求的新钻型具有重大的意义。还可以把其应用范围扩大到模具制造领域解决单个模具特别是外凸形状模具的成形刃磨问题。因此该研究内容有迅速转化成现实生产力的巨大潜力。