水平回转成形车刀的参数计算

朱洋

1 问题的提出
! O: Z1 q5 a4 A9 ?. y2 b& X% R成形车刀的切削刃形状比较复杂，如采用正交平面前角g0和正交平面后角a0定义成形车刀角度，会使成形车刀的测量、制造和刃磨比较困难。为此，可将假定进给平面前角gf和假定进给平面后角af定义为成形车刀的名义前角和名义后角。由于成形车刀的切削刃为折线或曲线，因此切削刃上各点的正交平面后角值与该点的主偏角kr有关，即tana0=tanafsinkr，当kr=0°时，a0=0°。
在图1所示加工情况下，成形车刀的后刀面紧贴工件的端面(W 面)，摩擦现象严重。为保证加工质量和刀具寿命，应使成形车刀切削刃各点处的a0≥2°～3°。

图1
4 ^0 w6 S' q- r6 u0 N8 a
图2
- W- J9 o- D( |( J5 a& d* h- t2 水平回转成形车刀原理
$ U+ t( @1 P& q1 Y  o' u5 _6 ~为保证成形车刀主偏角kr=90°处的a0≥2°～3°，可采用在水平面内相对于工件回转q角的成形车刀(见图2)。该车刀的进给方向保持不变，仍垂直于工件轴线，gf按工件材料选择，af按刀具类型选择。只需计算出LAN 截面(即成形车刀纵向剖面)内成形车刀的前角gnl、后角anl以及切削刃上各点在LAN平面内的截形深度Pi，即可按普通成形车刀进行制造、测量和刃磨(只需将安装基面倾斜q角)。

1 O* V$ k5 ^3 v$ P; N. O1 m& R图3
8 p+ S% p! G, P  H  k2 S4 x+ x
5 a; {8 Q* h  _  e- a2 f1 i图4
5 ]/ E9 r* d+ S4 G$ @
图5
3 车刀参数计算方法
工件上点I 的坐标计算
: K% D0 @' ~4 y) I; t/ }! W在计算水平回转成形车刀参数前，首先选定工件坐标系，其坐标原点为基点A，X、Y轴分别沿着工件的径向和轴向，Z 轴指向切削速度方向；然后确定成形车刀坐标系，其坐标原点也在A点，L轴指向刀具安装面，M轴沿着刀具安装面，N轴与Z轴重合。
如图3所示，设基点A处的半径为ra，工件廓形上第I点的半径为ri，有
" G$ a7 E" q0 g6 K8 V( Q0 SCB=rasingf
点I处的进给前角为
gfi=arcsin
CB
ri
CI与X轴的夹角为
∠CID=gf-gfi
DI=ricos∠CID工件上点I 的坐标值为
  k! j2 n" w5 {! C* c  f{
Xi=DI-ra
. U( x' p: L7 n5 Q8 fZi=risin∠CID
4 K! q8 Y; w" p. h8 p7 vYi=工件轴向尺寸
; a7 d' B+ e. F$ A0 p, \9 `" [3 T{
Li=Xicosq- Yisinq
Mi=Xisinq+Yicosq
4 z7 |  a/ l6 T: P+ \' P* D' {2 e4 NNi=Zi
如图5所示，LAN平面内的前角gnl、后角anl的计算式为
gnl=arctan
. J+ C9 }7 t  ~4 g2 |Ni
Li
7 D- k+ ?4 N. panl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
Qi=(L2i+N2i)½
1 j0 B( Q+ B2 |2 A* w- y& kPi=Qicos(gnl+anl)
3 ]' W, J) R- X4 O7 Z; B4 I8 ~7 T3 u根据LAN平面内的前角gnl、后角anl以及截形深度Pi即可制造出符合加工要求的成形车刀。安装时只需倾斜q角，就能加工出合格工件。
3 h3 K4 u1 f7 i  J文章关键词：