专用刀具设计

扇形板上的销子8用来限制扇形板转动的 范围。在心轴1的表面上还开了一条小的长槽， 利用螺钉6可避免旋紧螺母7时与心轴1一起转 动，但允许心轴1轴向转动。
机床的刀架 相联接。
机床的刀 架相联接。
6.1.2 成形车刀的前角和后角 成形车刀的前角和后角是通过刀具的正确制造和安装形成的。 1、棱体成形车刀的前角和后角 制造时，将前刀面和后刀面的夹角磨成 90º-（γαf）角。
c—为保证后续切断工序顺利进行而设的预切槽刀刃宽度)，c值常取为3～8(5—6—7—11段)； d—为保证成形车刀刀刃处到工件毛坯表面之外而设的附加刀刃宽度()，常取0.5～2(11—12段)。
6.1.4 成形车刀设计要点
实际生产中，有时也可取图 示 的 附 加 刀 刃 形 式 ， a′ 、 c′ 、 b′ 数 值 视 具 体 情 况 而 定 ( 其 中 a′>3)。
燕尾测量尺寸M值应与切削刃总宽度和测量滚柱直径相适应(表5—1)。 此外，为了方便调整棱体成形车刀的高度，增加成形车刀切削时的刚度，在刀体底部做有螺孔 以旋入螺钉，螺孔常取M6。 棱体成形车刀的结构尺寸见(表5—1)。
6.1.4 成形车刀设计要点
（2）圆体成形车刀
主要结构尺寸有： 刀体总宽度、 刀体外径d0、 内孔直径d 夹固部分尺寸等。
专用刀具设计
6.1 成形车刀设计
需要根据工件的廓形进行专门设计和制造。 主要用在卧式车床、转塔车床、自动车床上加工内、外回转成形表面。 加工表面的形状、尺寸精度主要取决于刀具的设计和制造精度，加工精度一般能达到08， 表面粗糙度≤6.3～3.2μm。 优点: 生产率高，加工表面形状、尺寸一致性高，互换性好以及刀具的重磨次数多，使 用寿命长和操作简便等。 不足：成形车刀的设计和制造比较麻烦，成本高。 多在成批、大量生产中使用。
1)刀体总宽度L0 L0
6.1.4 成形车刀设计要点
—成形车刀切削刃总宽度()； l —工件廓形宽度()； a、b、c、d—成形车刀的附加刀刃；
6.1.4 成形车刀设计要点 a—为避免切削刃转角处过尖而设的附 加刀刃宽度()，常取为0.5～3(9—10段)； b—为考虑工件端面的精加工和倒角而 设的附加刀刃宽度()，其数值应大于端面精 加工余量和倒角宽度。
6.1.4 成形车刀设计要点
1）刀体总宽度 L0十 —切削刃总宽度()； —除切削刃外其它部分宽度()。
6.1.4 成形车刀设计要点
2）刀体外径和内孔直径
确定外径时，要考虑工件的最大廓形深度、排屑、刀体强度及刚度等，取值大小要受机床横刀架 中心高及刀夹空间的限制。
一般可按下式计算，再取相近标准值，即
为了便于制造与测量，H和h的尺寸一般圆整成 0.5倍数。
6.1. 3 成形车刀的截形设计 ▼工件的(轴剖面)轮廓形状 工件的廓形是规定在通过其轴线的平面内测量的； ▼已确定的刀具相关参数求解成形车刀的截形。 成形车刀的截形是规定在与后刀面垂直的剖面N—N内测量的。 对于圆体成形车刀，N—N剖面也就是刀体的轴剖面。
6.1.4 成形车刀设计要点
当／大于许用值或>80(为经验值)时，可采取下列措施： ①将工件廓形分段，改用两把或数把成形车刀切削加工。 ②改用切向进给成形车刀。 ③如已确定用径向进给，可在工件非切削部分增设辅助支承——滚轮托架，以增加工艺系统 刚度。
6.1.4 成形车刀设计要点 2)刀体高度H 刀体高度H与机床横刀架距主轴中心高度有关。
当 γf≥0º,αf＞0º时， 成形车刀的截形与 工件廓形不相等。。
6.1. 3 成形车刀的截形设计
算。
刀具截形深度P<相应的工件廓形深度； 刀具截形宽度=工件廓形宽度相等。 为了使成形车刀能切出准确的工件形状，设计成形车刀时，必须对刀具的截形进行修正计
2、截形修正计算方法
6.1. 3 成形车刀的截形设计
D0≥2()
D0 具廓形最大直径()； 工件最大廓形深度()；
e——保证足够的容屑空间所需要的距离(1)。可根据切削厚度及切屑的卷曲程度选取，一般取为 3—12。加工脆性材料时取小值，反之取大值；
刀体壁厚()。根据刀体强度要求选取，一般约为5～8； d——内孔直径()。其值应保证心轴和刀体有足够的强度和刚度，可依切削用量及切削力大小取为 (0．25—0．45)，计算后再取相近标准值10(12)、16(19)、20、22、27等(带括号者为非优选系列尺 寸)。
6.1. 3 成形车刀的截形设计
将x分别用2、3、4代人上式，即可求出前刀面上各组成点的相应尺寸C2、C3、 (C4)。
②求刀具各组成点的截形深度 棱形成形车刀
6.1. 3 成形车刀的截形设计 圆体成形车刀
6.1. 3 成形车刀的截形设计
6.1. 3 成形车刀的截形设计
(3)双曲线误差
6.1. 3 成形车刀的截形设计 加工圆锥表面时会产生双曲线误差
(3)双曲线误差
6.1. 3 成形车刀的截形设计
(3)双曲线误差
6.1. 3 成形车刀的截形设计
6.1. 3 成形车刀的截形设计
1、确定刀体结构尺寸
（1）棱体成形车刀
棱体成形车刀的装夹 部分多采用燕尾结构， 这种结构装夹稳固可靠， 能承受较大切削力。
6.1.4 成形车刀设计要点
燕尾结构的主要尺寸有：刀体总宽度L0、刀体高度H、刀体厚度B以及燕尾尺寸M等。
6.1.2 成形车刀的前角和后角
当γf>0时，切削刃上只有基点1 与工件中心等高，而刃上其他各点都 低于工件中心。
因此，切削刃上各点的切削平 面和基面位置不同，因而刃上各点的 前角和后角也都不相同，离基点愈远 (径向)的点的前角愈小，后角愈大。
在自动车床上使用圆体成形车刀，其前、后角通 常根据机床刀架的尺寸及刀具的安装尺寸H和重磨尺寸 A而定。
6.1.1车刀的类型与装夹
1、成形车刀的类型
☆平体成形车刀 一般用于单件、小批生产，加工简单成形 表面。
☆ 棱体成形车刀 刀体为棱柱体，沿前刀面可重磨次数比平体成形车刀多，刀 体刚性高；但制造成本较高，且只能加工外成形表面。
☆ 圆体成形车刀 刀体是一个磨出排屑缺口和前刀面并带安装孔的回转体。它 允许的重磨次数最多，制造也比棱体刀容易，且可加工内、外成 形表面；但加工精度不如棱体成形车刀高。
在确定切削刃总宽度时，还 应考虑机床功率及工艺系统刚度。
6.1.4 成形车刀设计要点
因为径向成形车刀切削刃同时参加切削，径向切削分力很大，易引起振动。一般应限制切 削刃总宽度与工件最小值径的比值，使／不超过下列数值即可：
粗加工2—3，半精加工1．8～2．5，精加工1．5～2。 工件直径较小时取小值，反之取大值。
1、截形设计的必要性
成形车刀磨钝后需要重磨，一般只磨前刀面。 要保证重磨后切削刃的形状不发生变化，需要保证在不同位置的法平面内，成形车刀的后 刀面截形完全一致。
6.1. 3 成形车刀的截形设计
由图可知，只有当γ0º,α0º时，成形车刀的截形与工件的廓形才能完全相同。 但后角α0º的刀具是无法进行切削的。
（1）确定工件成形表面的组成点和基点 一般只选择工件廓形上的转折点及其他特殊点进行计算。
直线段廓形，可取两端点作为组成点； 曲线段廓形，选两端点和曲线部分中间点作为组成点。
以工件廓形半径最小点作为计算基准点(基点)1，然后依次对各组成点编号，并在工件廓 形图上标出各组成点的轴向尺寸和径向尺寸。
在标注尺寸时，须注意有公差要求的径向尺寸应取其平均尺寸作为计算尺寸。
根据刀具截形宽度与工件 廓形宽度相等，即可画出成形车 刀截形。
6.1. 3 成形车刀的截形设计
用作图法求圆体成形车刀的截形。
在工件主视图上，先通过 (与工件中心等高度的)基点1， 向下作一与水平线倾斜成γf 角的前刀面线、向上作一与水 平线倾斜角成αf角的上斜线， 然后以基点1为圆心，以R为半 径作弧与上斜线相交，即为圆 体刀的圆心O2。
安装时，只要将刀体倾斜αf角，即能形成所需的前角和 后角。
2、圆体成形车刀前角和后角
制造时，将它的前 刀面作成距其中心为h距 离。
6.1.2 成形车刀的前角和后角 安装时，再将刀具中心O2比工件中心装高H距 离，形成所需的前角和后角。 h和H之值可由下列公式计算：
在制造时和磨钝重磨时也应使h值不变。 通常在刀具端面上刻一个以02为中心，h 为半径的磨刀检验圆，重磨时应保证前刀面与这 个圆相切。
6.1. 3 成形车刀的截形设计
用作图法求棱体成形车刀的截形。
如图所示，先按放大 比例，按计算尺寸画出工件 的主、俯视图，选定组成点 2，3，4。
在主视图上，从基点1 作刀具前刀面和后刀面二条 直线，分别与水平线及垂直 线交成γf角和αf角。
6.1. 3 成形车刀的截形设计
前刀面与工件上r2、r3(r4) 各圆的交点为2′、3′（4′)， 过这些点引平行于后刀面的直线， 则它们和基点处后刀面的垂直距 离P2、P3(P4)就是所要求的棱体 刀成形车刀各组成点的截形深度。
6.1.4 成形车刀设计要点 3）刀体夹固部分尺寸 圆体成形车刀常采用内孔与端面定位，螺栓夹固结构。
6.1.4 成形车刀设计要点
沉头孔用于容纳螺栓头部。 刀体端面的凸台齿纹一方面是为防止切削时，刀具与刀夹体间发生相对转动，另一方面还可 用它粗调刀具高度。 为简化制造，也可制做可换端面齿环，用销子与圆刀体相连。 端面齿纹和端面销孔结构尺寸参见表5—2和表5—3。
30 mm 0 0.2
(30-0.2/2)29.9。
当工件上的径向尺寸未注公差时，允许该尺寸直接作为计算尺寸。
6.1. 3 成形车刀的截形设计 （2）求解刀具截形组成点的方法
成形车刀的截形设计实际上就是根据工件廓形各组成点求出刀具截形的相应组成点。
作图法：比较简单、直观，作图误差大，精确度低； 公式计算法：精确度高，计算工作量大； 查表法：根据计算结果预先列成表格，设计时只要根据已知条件查表或通过简单运算即可得到 设计结果，设计精度也比较高，且简便、迅速。 所以，在实际生产中常用计算法和查表法进行设计，用作图法辅以校验。