成型车刀的设计和计算.pptVIP

成型车刀的设计与计算;概述;1、双手控制法车成形面;2、仿形法;3、数控机床加工;4、成形刀车削法;二、成型车刀;成形车刀的精确设计与计算;一.成形车刀的类型及特点 ;（一）按车刀的结构和形状分类及成型车刀的特点;●平体成型车刀：外形呈平条状，如图1所示。其结构和装夹方法均与普通车刀相同，仅刃形需要专门的设计计算。它有着结构简单和装夹方便等优点，但可重磨次数少，一般用于加工螺纹或铲制成形铣刀、滚刀的齿背。 ●棱体成型车刀：外形呈棱柱状，如图2所示。其可重磨次数和刚性均比平体的要大，装夹也不同，要用专用的刀夹夹住其燕尾部，通过调整使之处于正确的位置并获得所需的前、后角。 ●圆体成型车刀：外形为圆盘状回转体，如图3所示。与前两种成型车刀相比，它有着可重磨次数多，制造较方便等优点，可用于回转体的内外成型表面的加工。但圆体成型车刀因受本身结构及装夹刚性的限制，不适合于设计加工截形深度大的零件，一般圆体成型车刀的最大切深不超过25mm。;（二）按刀具的进给方向分类的成形车刀;●径向进给成型车刀：这种成型车刀可以是平体、棱体或圆体的结构和形状，且均采用正装，如图4所示。加工时，刀具进给方向是沿径向进给，即在加工过程中车刀刀刃上一点或几点的进给运动方向通过零件的轴线。它是生产中用得较多的成形车刀，可用于加工各种由直线、曲线或直线和曲线构成的各种凹凸形的回转体成型表面。;●轴向进给成型车刀：这种成型车刀也可以是平体、棱体或圆体的结构形状，如图5所示。加工时，刀具的进给是沿轴向进给，即在加工过程中，车刀刀刃的进给运动方向是沿工件的轴线进给的。它主要用于加工没有环状沟槽或凹形的端面成型表面或阶梯状成形表面。;轴向进给成型车刀的安装一般与径向进给正装成型车刀安装方向相差90o，但也有与径向进给成型车刀安装方向一样的特例，如图6所示的棱体成型车刀，仅进给方向不同。此外轴向进给成型车刀可较好地解决类似于图7所示的以端面形状为主的大截深短轴类零件或细长阶梯轴零件的成形加工问题。对于图7所示的工件，如设计径向进给成型车刀加工，则刀具所受的轴向力很大，易变形，影响加工精度，且刀刃上的1-2段、3-4段法向后角为零，2-3段法向后角亦极小，因而刀具后面会与工件剧烈摩擦，影响刀具的寿命。;由于工件截形深度太大，径向进刀还存在切削行程长，生产率低，以及无法设计成圆体刀加工等问题，如设计成轴向进给成型车刀便可完全避免上述问题。对于细长阶梯轴类零件的加工，轴向进给成型车刀与径向进给成型车刀相比，由于车刀切削的截面较小，切削力也小，所以它更适合于加工刚性较差的零件。;●切向进给成型车刀：切向进给成形车刀一般采用棱体的结构和形状，如图8所示。刀刃上各点的进给方向与零件要求加工出的成型表面始终相切，即刀刃是沿工件表面的切线方向切入的。这种车刀的切削刃是由A点开始切削先后逐渐切削到B点切削结束，刀刃逐渐切出的，故其始终只有一小段刀刃在工作，从而减小了切削力。因此，这类刀适合于加工细长、刚性差的零件。其缺点是切削行程长，生产率低，故实际使用较少。;二、成形车刀的前角和后角;对于圆体成形车刀，制造时使车刀中心到前刀面的垂直距离为h0。安装时使刀尖即基准点1位于工件中心高度位置，并使刀具中心比工件中心高出，这样刀具就能获得所需的前角和后角。对于径向和轴向进给成形车刀，其名义前、后角也就是刀具上基准点处进给方向的前、后角，即可用和来表示。但对于斜装成形车刀则是两个不同的概念，刀具的名义前、后角是成形车刀1点处的标注角度，它是成形车刀设计、制造、刃磨和测量时所参考使用的角度，不一定就是进给剖面1点处的和角度，因此不可混为一谈。;三、成形车刀廓形的精确设计;成形车刀设计的基本原理是根据工件的廓形求出相应的刀具廓形。为制造和测量方便，棱体成形车刀的廓形是用其后刀面的法剖面内刃形来表示的，而圆体成形车刀的廓形则是用轴剖面内刃形来表示的。 成形车刀的廓形设计通常有下列三种方法: 作图法、近似计算法和精确计算法。作图法简单明了，但精度太低。近似计算法是生产中常用的方法，但也存在较大的理论设计误差。例如，对长20cm、小端直径50cm，圆锥角45o的工件，如果设计刀具的前、后角均为10o，经计算其加工误差，棱体刀达50μm，圆体刀（半径50mm）达380μm。由此可见近似法设计的成形车刀误差值之大是不容忽视的。随着计算机的迅速普及及工厂对零件加工精度越来越高的要求，人们对成形车刀精确设计的要求也越来越迫切。因此提高刀具设计精度以消除其理理论设计误差是非常必要的。 　　　 ;成形车刀廓形的精确设计，不仅与刀具的进给方向有关，而且与其安装形式有关。正装成形车刀包括径向进给成形车刀，它是斜装成形车刀的一种特殊形式（斜装刀既可径向进给又可斜向进给），垂直90o安装的成形车刀一般均采用轴向进刀。因此对成形