第二章成形车刀.ppt

* 第 一 篇 主讲：陶福春 成形刀具设计 刀刃形状决定于工件形状的车刀，称为成形车刀。 第二章 成形车刀 但它的廓形尺寸与工件的并不完全一致，需要进行设计计算。成形车刀制成后，其后刀面为成形表面，每次重磨时只磨前刀面。 成形车刀是一种专用刀具，它多用于车床、六角车床、自动和半自动车床上加工内外回转体成形表面。 第一节 成形车刀的类型和装夹 成形车刀按其结构和形状可分为下面三种： (1)平体成形车刀：除刀刃具有复杂的形状外，外形和普通车刀相似，如图8-11 只能用于加工外成形表面，且重磨次数少。它的装夹方法和普通车刀一样。 (2)棱体成形车刀：它的外形为棱柱体，其重磨次数比平体成形车刀多，刀具的刚性比平体的好。 使用时靠燕尾体与刀杆的燕尾槽联结。并用螺钉夹紧，如图8—12所示。刀杆的燕尾槽制有一倾斜角，即图8—12中的αf 。刀体下端的螺钉可用来调整刀尖的高度．并可承受部分切削力，增加刀具的刚性。 (3)圆体成形车刀：它的外形是回转体，其重磨次数比棱体的多．且可加工内成形表面。图8—13所示为加工外成形表面时的装夹方法之一。 如图所示，工作时，将刀尖调整到工件中心高度上，用内孔定位装夹。为防止因切削力使刀具转动，刀具一端制有端面齿，和刀夹上的端面齿相啮合，由图可见，当工件顺时针旋转时(主运动)，刀具的中心应高于工件中心．以便形成后角 以上成形车刀工作时，工件旋转是主运动，刀具做径向进给运动。 h0=R1sin（γf+αf） H= R1sinγf 第二节、成形车刀的前角和后角 一、前后角的形成及特点 与其他刀具直接磨出前角、后角不同，成形车刀预先磨出一定角度，然后依靠刀具相对工件的安装位置而形成的。 例如，对于棱体成形车刀，制造和重磨时只控制前、后角之和，装夹时装在倾斜一αf的角度的刀杆上，从而形成前角γf和后角αf ，如图8—12所示。 对于圆体成形车刀，如图8—14所示，制造时使车刀中心到前刀面的垂直距离为：h0=R1sin（γf+ αf），安装时，使刀尖位于工件中心高度位置，刀具中心比工件中心高H= R1sinγf 二、前后角的测量 成形车刀的前、后角规定在工件的端截面内测量，并以刀刃上最外点为其标准值。在工件端截面中的前角为γf ，后角为αf ，如图8—14所示。 由于有了前角，切削刃上不位于工件中心高度上的其他各点，都低于切削刃最外点， 例如图8-14中2点低于1点。由图可知，离切削刃最外点愈远，其前角愈小，后角愈大。且圆体比棱体成形车刀变化要大。 三、前后角的选择 成形车刀的前角可根据工件材料选择(参考有关手册)；后角可按下列数值选取： 平体成形车刀 25°～30° 棱体成形车刀 12°～17° 圆体成形车刀 10°～15° 四、正交平面内后角过小时的改进措施 由P7式1-3可知：正交平面内的后角随着主偏角越小而减小，当主偏角为零度是，不管进给平面内的后角多大，正交平面内的后角都是零度；该处后刀面与已加工表面产生严重的摩擦而影响加工质量。应加以改进。 为了保证正常工作，一般在正交平面内的后角应不小于2°～3°；过小时可采取如下措施改进： 1、在后刀面磨出凹槽，减少摩擦面积； 2、磨出2°～3°的副后角减少摩擦； 3、采用斜装刀具 （P8如图1-5） 第三节、成形车刀的截形计算 一、截形设计的必要性 制造成形车刀时，是以N一N剖面上的廓形作为加工和检验用的，如图8—14所示。对于棱体成形车刀，应知道垂直于主后刀面的法剖面的廓形尺寸；对于圆体成形车刀，应知道它的轴向剖面的廓形尺寸。 从图8—14可以看出，只有当前角和后角都等于零时．刀具的N-N剖面上的廓形尺寸才和工件的轴向廓形完全相同。此时，成形车刀的截形无需计算，它等于工件廓形尺寸。但是，前、后角都等于零度(特别是后角为零度)的成形车刀是无法进行工作的。只要后角大于零度，成形车刀的截形就必须进行计算。 从图8—14中可明显看出，刀具在N一N剖面上的廓形深度P和工件轴向剖面上的廓形深度Pw是不相等的，即 PPw Pw=r2-r1 二、成形车刀的廓形计算 成形车刀截形的设计计算方法有计算法、作图法和查表计算法。下面以圆体成形车刀为例介绍计算法的原理。 1、廓形设计的准备工作 1）确定成型表面的组成点和基点 2）在工件廓形图上标出各组成点的轴向和径向尺寸； 注：径向尺寸应为平均尺寸。 2、作图法 （1）棱体成形车刀截形的作图步骤 1）按放大的比例用平均尺寸画出工件的主俯视图； 2）自基点1作前角的前刀