成形车刀

径向棱体成形车刀的前角和后角
二、径向圆体成形车刀的前角和后角
制造刀具时需先按名义前、后角 之和在磨出ε角。 前刀面是平面，后刀面是成形回 转表面。切削时，将刀刃上的基 准点1调整到与工件中心等高， 并将刀具的中心OC装高于工件中 心O1一个距离H，得进给后角, αf. 求得H=R1·sin αf γfX + αfX = ε+θX，可见： γfX + αfX ≠αf +γf hc=R1sin(αf +γf ) 以Oc为心，以hc为半径画一圆， 称磨刀圆。车制刀具时，应同时 将它在刀具的端面上刻出，用钝 重磨时，需将前刀面磨在这个圆 的切平面内，以保持刀刃形状不 变。
一、成形车的截形公差
1、成形车刀的截形求出后，应根据工件的加工精度来确 定其公差。当工件截形公差为±0.15～±0.5mm。刀具的 截形公差可取为±0.02～±0.05mm；当工件廓形精度要求 高时，刀具截形深度公差可取为±0.01mm。刀具上的截形 宽度公差可取为工件的1/5～1/8。刀具上的角度公差可取 ±1’。 2、成形车刀前刀面和后刀面的表面粗糙度Ra0.16～ 0.63μm；侧面的表面粗糙度为Ra0.63～1.25μm；其余的 可取Ra1.25～2.5μm
径向圆体成形车刀外径确定
De=2Rc≥2(apmax+e+m+rc) 式中apmax—工件最大廓形 深度， m——刀体上需保持的最 小壁厚，一般不应小于 (0.5～1)rc， e——考虑容屑需留出的距 离，可取3～ 8mm rc—刀具的内孔半径，应保 证刀杆有足够的强度、刚度， 可按标准中规定的系列选取。
棱成形车刀的误差（1）
棱体成形车刀如图，因刀具前刀 面M-M不通过工件轴线，刀刃不在 工件的轴向剖面内。平面M-M与圆 锥面的交线，工件的截形是一条 外凸的双曲线CM。 要切出正确 的工件形状，刀刃的形状就应做 得与这条曲线完全吻合的曲线， 即：刀具后刀面在法向剖面N-N内 的廓形也应是向内凹的曲线CN ； 这样就为刀具的设计和制造带来 了复杂。为了简便设计与制造， 故通常将后刀面制成平面CN’,刀 刃以直线1”2”代替，切出的工件， 使工件产生过切现象，其表面就 不是圆锥面，而是双曲回转面。 这样，就出现了内凹双曲线误差， 剖面M－M内的误差为Δl 。这个 Δl就是直线刀具的过切量。
二、避免或减少误差的措施
分析可知，要使工件获得正确的形状， 则成形车刀的直线切削刃应与工件圆 锥面的母线重合，即切削刃应在工件 的轴线平面上。 采用前角为 0O的成形车刀：棱体刀， 此时不存在双曲线误差。但对于圆体 刀，刀刃不在刀具轴线平面上，刀具 本身的双曲线误差仍然存在。 采用带有前刀面侧向倾角ω的成形车 刀：将成形车刀的前刀面沿工件轴线 方向倾斜角ω ，使前刀面低于工件中 心的刀刃提高到工件中心高度的位置 上，与工件圆锥母线重合。
2、径向圆体成形车刀修正计算 、
如图，主要是求刀具上各 组成点的半径，如求刀刃上任意点X的 半径RX ： hc=Rc·sin(αf+γf ) B1=Rc·COS(αf+γf ) 可求得Cx, 则Bx=B1－Cx 故 RX=（hc2+Bx2)1/2 图中，对工件上2—3段的圆弧表面， 一般可在此段中取若干点，将圆弧表 面分割成若干短的锥面，然后求得刀 具上相应部分的廓形，这是由若干折 线逼近的，所加工出来的2—3段表面 是不光滑的。
径向圆体成形车刀的前角和后角
§2 - 3
径向成形车刀的后刀面截形修正计算 径向成形车刀的后刀面截形修正计算
一、成形车刀的后面截形修正计算（刀具廓形设计）的必要性： 成形车刀的后面截形修正计算（刀具廓形设计）的必要性：
1、零件的截形(廓形)：通过回转体轴心线平面的内截形，它是设计成形车刀的根据。 2、成形车刀后刀面的截形(廓形)：切削刃在垂直于后刀面的平面上的截面形状。 由于成形车刀的γf＞0,αf＞0；或γf＝0，αf＞0 因此刀具的廓形不同于零件的廓形而发 生了畸变。（当γf＞0时，刀具的前刀面不通过零件的轴心线。） 若刀具的γf＝0 ，αf＝0；则成形车刀的廓形将与零件的廓形轴向尺寸一致，那将不需 设计刀具，而这种刀具是不能应用的。 为了制造和测量的方便，成形车刀的廓形是以其后刀面的法剖面 后刀面的法剖面N—N内的形状（后刀 后刀面的法剖面 面截形）来表示的。能正常切削的成形车刀必须有前、后角，因此其法剖面廓形就与 工件的轴向廓形不相同。 设计成形车刀时，必须根据通过工件轴心线截形和所选定的前、后角值求得刀具上相 应的法向廓形。
§2 - 4
成形车刀加工圆锥面时的误差
1、当用成形车刀加工圆锥表 面时，经常出现工件表面的 母线不是直线，而是如图中 的内凹双曲线，这种加工误 差称为“双曲线误差”，其 主要原因见后面课件“棱成 形车刀的误差”和“圆体成 形车刀的误差”。 圆锥表面时， 2、成形车刀加工圆锥表面 圆锥表面 因刀具设计，制造的简化， 使所得圆锥表面的母线不是 直线，而是向内凹的双曲线, 称双曲线误差。 3、圆体成形车刀的内凹的双 曲线误差大于棱成形车刀的 内凹的双曲线误差。
第二章 成形车刀的种类和用途
概述
• 成形车刀 成形车刀——在各类车床上加工内，外回转体成形表面的专 在各类车床上加工内， 在各类车床上加工内 用刀具。 用刀具。 成形车刀的特点： 成形车刀的特点： • 加工质量稳定：工件成形表面质量取决于刀具刃形及精度。 加工质量稳定：工件成形表面质量取决于刀具刃形及精度。 加工出精度达IT9～ ，粗糙度达Ra2.5～10µm。 加工出精度达 ～10，粗糙度达 ～ 。 • 生产率高：工作切削刃较长，一次加工可切出工件成形表面。 生产率高：工作切削刃较长，一次加工可切出工件成形表面。 • 刀具寿命长：刀具重磨次数多，总切削时间长。 刀具寿命长：刀具重磨次数多，总切削时间长。 • 设计、制造复杂、价昂，适于在成批、大量生产的纺织机械， 设计、制造复杂、价昂，适于在成批、大量生产的纺织机械， 汽车，拖拉机，轴承等行业中应用。 汽车，拖拉机，轴承等行业中应用。
二、径向成形车刀后刀面截形修正的基本原理和方法： 径向成形车刀后刀面截形修正的基本原理和方法： （1）检查工件成形表面各组成点的纵、横坐标尺寸是否 齐全，缺少的尺寸应补全；同时还应考虑其公差。如： 工件上某段直径为φ20-0.07-0.21考虑上、下偏差后，则平均 直径应为φ19.86mm。 （2）对工件成形表面上的各组成点编号，并标注其纵、 横坐标尺寸。将工件廓形中半径最小的点（基点）标为1， 其它各点的纵、横坐标点都相对于这点来标注。 （3）根据工件材料的性质和成形车刀的类型，选定所需 要的前角γf和后角αf数值。 （4）圆体成形车刀须先确定它的外圆直径D。（按刀具 设计手册）
圆体成形车刀的误差（2）
1、如图，刀具前刀面M-M也不通 过工件轴线，它与锥面的交线是 曲线1－2’(CM)。要切出正确的 工件表面、刀刃也应按这条曲线 的形状制造。但为简便计，将刀 刃做成直线，则工件表面产生误 差∆l；另外因刀具前刀面并未包 含在刀体轴向平面内，则刀具法 剖面N－N内的廓形就须是向工 件内凹的曲线CN，形成C’N 的误
种类
成形车刀按其结构、形状分有平体，棱体、圆体三种。 成形车刀按其结构、形状分有平体，棱体、圆体三种。 平体：结构同普通车刀，重磨次数不多，如螺纹车刀、 平体：结构同普通车刀，重磨次数不多，如螺纹车刀、 铲齿车刀。 铲齿车刀。 棱体：外形为棱柱形，重磨次数多、刚性好。 棱体：外形为棱柱形，重磨次数多、刚性好。加工外成 形表面。 形表面。 圆体：外形是回转体，制造方便、重磨次数多， 圆体：外形是回转体，制造方便、重磨次数多，可加工 内外成形表面，应用普遍，加工精度、刚性。 内外成形表面，应用普遍，加工精度、刚性。
用近似圆弧代替曲线
当工件上的圆弧表面要求不高时， 为了简化刀具的设计、制造及得到 光滑的圆弧表面，刀具上的这部分 刀刃也可用近似圆弧代替（精确的 曲线应该是其它圆锥曲线）。 如图，工件回转表面的轴向截形 是圆弧123，其半径为r，圆心在Or 点，廓形深度为ap。 先按廓形设计方法求得刀具廓形深 度Prc;然后过1，2’、3三 点作一圆 弧，代替刀具上的廓形曲线。这个 圆弧的半径rc及其中心位置ar，可从 图中求得： [r2－(r－ap)2]1/2= [rc2－(rc－ prc)2]1/2 rc=(2rap+Prc2－ap2)/2Prc ar=rc+(ap－Prc)－r
一、径向棱体成形车刀的前角和后角
制造刀具时需先按名义前、 制造刀具时需先按名义前、后角之 和在磨出ε 角。 和在磨出 棱体成形车刀的前刀面是平面。 棱体成形车刀的前刀面是平面。后 刀面是成形柱面。 刀面是成形柱面。靠燕尾及其定位 倾斜成α 角夹持在刀夹内。 基准面J 倾斜成 f角夹持在刀夹内。 切削时， 切削时，将刀刃上的基准点调整到 与工件中心等高，得到进给后角α 与工件中心等高，得到进给后角 f 及进给前角γ 及进给前角 f 。 任意点x处前 后角γ 处前、 任意点 处前、后角 fX ，αfX 有 γfX≠ γf , ,αfX ≠ αf γfX+ αfX = γf + αf = ε r1·sinγf =rx· sinγfx =h sinγfX=h/rx 求得γ 即可求得α 求得 fX后，即可求得 fX
圆体成形车刀： 以圆柱孔作为夹 持定位基准，套 装在刀夹的螺杆 心轴上，并用螺 钉防止转动，通 过销子与端面齿 环联接。
成形车刀按进给Байду номын сангаас向分类
径向成形车刀：径向进给， 径向成形车刀：径向进给， 行程短、生产率高、刀宽、 行程短、生产率高、刀宽、 FY大，易振动，不宜切刚 易振动， 性差工件。 性差工件。 切向成形车刀：沿工件表 切向成形车刀： 面的切线方向切入。 面的切线方向切入。刀刃 逐渐切入工件，切削力小、 逐渐切入工件，切削力小、 切削行程长，生产率低， 切削行程长，生产率低， 用于加工细长、 用于加工细长、刚性差的 外成形表面。 外成形表面。
如图，求刀刃上任意点X的深度 PX： 在∆ X’1O1中， 由正弦定理得： CX=r1sin(γf－γfX)/sin γfX 由r1/sin γfX=rx/ sin γf， 所以 Cx=rx·sin(γf－γfX)/sin γf 图中有Px=Cx·cos(αf+γf) Px=cos(αf+γf) / sin γf · rx·sin(γ f－γfX) 令 K= cos(αf+γf) / sin γf αf，γf取定后，K为定值。可算出 相应于rx的各点处的Px值。
差 ∆2 。
2、因此，又使工件多产生一个误 差Δ2。其总误差为：Δ2 ＋Δl
圆体成形车刀的误差
可见，用圆体成形车刀加工 时，其在剖面M－M内的误差 为∆l +∆2，较用棱体成形车刀 加工时的误差大。 3、双曲线误差值随锥角、锥体 部分长度、前角增大而增加， 对圆体成形车刀，误差还与后 角，刀具外圆半径有关。 4、对锥体长20mm，锥角45O， αf =10O ，γf=10O的情况进行计 算表明： 棱体刀误差为0.05mm， 圆体刀为0.38mm。
§2 - 2
概述： 概述：
径向成形车刀的前角和后角 径向成形车刀的前角和后角(p15)
成形车刀刃形是由工件形状决定的， 成形车刀刃形是由工件形状决定的，较为复 可能有直线，有曲线， 杂，可能有直线，有曲线，刀刃上各处的主 剖面都不相同。 剖面都不相同。不可能在切削刃各段的主剖 面上都磨出后角。为使重磨后刃形不变， 面上都磨出后角。为使重磨后刃形不变，其 切削角度规定在进给剖面内 在进给剖面内。 切削角度规定在进给剖面内。即垂直于工件 轴线的剖面内。同时将刀刃上靠近工件中心 轴线的剖面内。同时将刀刃上靠近工件中心 最近一点称为基点；安装时， 最近一点称为基点；安装时，把基点这装在 工件轴心线的水平面上的等高处； 工件轴心线的水平面上的等高处；在一般的 情况下，刀刃上各点都有低于基点， 情况下，刀刃上各点都有低于基点，由于刀 具上每点的前、后工作角度都是变化的、 具上每点的前、后工作角度都是变化的、不 同的，所以，成形刀具就以基点上前、 同的，所以，成形刀具就以基点上前、后角 代表整个刀具的角度， 代表整个刀具的角度，这样将使成形刀具便 于设计、制造和安装。 于设计、制造和安装。