水平回转成形车刀的参数计算

朱洋

1 问题的提出
; ^% c( I/ R6 g) s$ D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°。
+ X3 h2 [* o. X3 N0 ~% t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°。

; u8 \) ?/ P" B2 a- r0 u图1
* d  ~5 z: M$ ?2 B
( X3 Y5 U/ U( e# A+ I# m4 Q* ~3 }图2
$ t+ ?! @3 H# ?0 ~4 D3 G2 t: I2 水平回转成形车刀原理
/ R1 T" J7 h( R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)。
5 n' V7 [' \, A( I3 _) t
图3
$ O8 D( w& p- d8 p
" `1 Q% p2 b3 }图4
+ Z2 A- e0 U2 Z4 B3 M5 v
9 ^! U2 H8 @& J& K4 a图5
  D* p, c( O9 @# W3 车刀参数计算方法
工件上点I 的坐标计算
% g, h* h5 \# o3 Y2 w6 `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。
& V! C9 r6 x+ Y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
CB=rasingf
6 }' v9 z/ e9 Z( }! o点I处的进给前角为
# x7 |$ e+ X% d; _( k7 agfi=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
! S" J  y2 W1 k{
: q/ G3 {6 b5 T- bXi=DI-ra
' E! H, f$ F4 v& `# z$ ~1 p5 [, u: ]Zi=risin∠CID
6 y$ g) {; D, Y& a. a+ s; qYi=工件轴向尺寸
{
" y: y7 O8 _( vLi=Xicosq- Yisinq
, }1 e" d4 m8 o0 V8 cMi=Xisinq+Yicosq
$ U8 }- W) V. y3 ]/ u% K1 E# y/ mNi=Zi
如图5所示，LAN平面内的前角gnl、后角anl的计算式为
* t4 Q7 N2 ~2 E8 vgnl=arctan
& j! \/ c' y- q! o% l+ vNi
* b7 m: m) \( R  `  }Li
3 j6 W" b$ i( a2 Z' e: @  E9 r: sanl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
( v  Q. t, R1 m4 q5 n/ R5 fQi=(L2i+N2i)½
$ I6 c# I. a3 B: u+ p: uPi=Qicos(gnl+anl)
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。
0 Y. r3 U6 U* l& H! L' e8 r6 m文章关键词：