第五章 专用刀具设计

种类
外形 加工对象 重磨次数
平体成形车刀 平条状 外成形表面 工件（螺纹 车刀）
较少
棱体成形车刀 棱柱状 外成形表面 较平体车刀
加工
较多
圆体成形车刀 回转体 内、外成形 表面
较多
3.成形车刀的装夹：成形车刀是通过专用刀夹安装 在机床刀架上。
（1）棱体成形车刀的装夹
（2） 圆体成形车刀装夹
二、成形车刀的前角和后角 成形车刀前角和后角是通过刀具的正确制造和正确
③以基点1为圆心，以R为半径作圆弧，与上倾线的 交点即为圆体车刀的圆心O2
④工件上r2、r3、r4各圆与前刀面的交点2/，3/，4/与 圆心O2的距离，即为所求刀具截形上各点的半径。
3）计算法
(3)双曲线误差 用成形车刀加工圆锥表面时会产生双曲线误差。
得到的并非圆锥表面，而是内凹的、回转双曲表面。
H R sin f
三、成形车刀的截形设计
成形车刀的截形设计是根据工件的(轴剖面)轮廓形状和已确 定的刀具相关参数求解成形车刀的截形。
成形回转体工件的廓形是规定在通过其轴线的平面内测量 的，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。对于圆体形车刀，N-N剖面也就是刀体的轴剖面。
（2）刀体高度H 与机床横刀架距离主轴中心高度有关。 推荐H=55-100mm。
（3）刀体厚度B
应保证刀体有足够的强度、易于装入刀夹、排屑 方便、切削顺利。
B E Amax (0.25 0.5)L0
(4)燕尾测量尺寸M
燕尾测量尺寸M应与切削刃总宽度Lc和测量滚柱直径 相适应,可查表（5-1）确定。
的垂直距离P2、P3 、 P4即为所要求的棱体成形车刀各组成 点的截形深度。
⑤根据刀具截形宽度和工件廓形宽度相等，即可画出成形车刀 截形。
2）圆体成形车刀截形设计作图法步骤
①按给定工件尺寸画出工件的主、俯视图，并对组 成点编号1、2、3、………….
②在主视图上从基点1，向下作与水平线成γf的前刀 面线，向上作与水平线成αf的上倾线
用圆体成形车刀加工圆锥表面产生双曲线误差会更 大。
减小双曲线误差的措施：
1）减小成形车刀的前角值。 2）加工圆锥表面的成形车刀尽量选用棱体刀。
四、成形车刀设计要点
• （一）确定刀体结构尺寸 1.棱体成形车刀：刀体总宽L0、刀体高度H、
刀体厚度B、燕尾尺寸M
(1)刀体总宽度L0
L0=LC（切削刃总宽度+附加刀刃宽度） LC为刀刃的总宽度
体结构和普通车刀相同。
(2)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。
(3)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。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。
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90-(γf+αf)角。安 装时，将刀体倾斜 αf角，形成所需的 前角和后角。
2.圆体成形车刀前角和后角
制造时将前刀 面作成距其中 心为h 距离。
安装时将刀具 中心O2比工件 中心装高H 距 离，形成所需 的前角和后角。
h R sin f f
小结
1.成形车刀的类型 2.成形车刀的安装 3.成形车刀的前角和后角 4.成形车刀的截形设计
第二节 拉刀设计
拉刀一般有许多刀齿，由于拉刀的后一个(或一组)刀齿高于前一个刀 齿，因而能在一次拉削行程中，将工件余量金属材料一层一层地切除掉。
拉削加工与其它加工方法相比，具有以下特点：效率高；加工精度与 表面质量高；加工范围广；使用寿命长；拉床构简单。
(1)确定工件成形表面的组成点和基点 为减少计算工作量，一般只选择工件廓形上的转折点及其他
特殊点(作为廓形组成点)进行计算。 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。
(2)求解刀具截形组成点的方法 成形车刀截形设计实际上就是根据工件廓形各组成点求出
2.棱体成形车刀：刀体总宽L0、刀体外径d0、内孔 直径d和加固部分尺寸（自学）
五、成形车刀设计实例
设计步骤：
1.选择刀具材料 普通高速钢W18Cr4v 2.选择刀具的前角和后角 3.画出刀具截形 4.计算切削刃总宽度Lc 5.确定刀体结构 6.求圆体成形车刀截形上各组成点的半径 7.校验最小后角 8.车刀廓形宽度 9.画出刀具工作图
一、概述
1.成形车刀及其特点 成形车刀(又称样板车刀)是专用刀具，根据工
件的廓形进行专门设计切削刃的车刀。
特点：
1.效率高， 能一次切出成形表面 2.加工质量稳定，加工精度可达IT10-IT8，表面粗糙 度Ra6.3-3.2 3.刃磨方便、寿命长、可重磨次数多 4.操作简单、对工人要求不高
2.成形车刀的类型 (1)平体成形车刀 除切削刃有一定形状要求外，刀
1.截形设计的必要性
只有当 γf=0°，αf =0 °时，成形车刀的截形与工件的廓形 才能完全相同。当成形车刀的前角γf≥0 ° 、后角αf >0 ° 时成形车刀的截形与工件廓形不相等。具体说，刀具截形 深度P小于相应的工件廓形深度ap；而刀具截形宽度与工件 廓形宽度相等。
2. 截形修正计算方法
刀具截形的相应组成点。求解刀具截形组成点的常用方法有： 作图法、公式计算法和查表法三种。
1）棱体成形车刀截形设计图解法步骤：
①.按给定工件尺寸画出工件的主、俯视图，并对组成点编号1、
2、3、………….
②.在主视图上从基点1作刀具前刀面和后刀面两条线，分别与
水平线及垂直线成γf，αf 角
③.前刀面与工件上各组成点所在圆的交点2/，3/，4/ ④.过这些点作平行与后刀面的直线，则它们和基点处后刀面
第五章 专用刀具设计
本章授课内容 第一节 成形车刀设计 第二节 拉刀设计 第三节 孔加工复合刀具
第一节 成形车刀设计
• 学习要求： • 1.了解成形车刀的特点 • 2.掌握成形车刀的类型及安装 • 3.掌握成形车刀的前角、后角 • 4.掌握成形车刀的截形设计
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任务表述：如图所示工件，采用什么加工方法加工？