水平回转成形车刀的参数计算

朱洋

1 问题的提出
' M6 s1 S' J, X7 ], [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°。
% z7 L6 e& Q; ]. Q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°。
; j5 n0 l5 @1 r/ E2 I0 n) }
图1
5 A2 R; w% d3 O* s/ ]
3 }: @; ]* h4 ?, V图2
; g* L' O; B4 n" D2 水平回转成形车刀原理
5 }! u* m( ?: ^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)。

$ X  ]- d; \" Q* l" N$ u图3

' G4 h- H0 I3 w; K图4

图5
7 c1 ^: R9 X: t6 U0 t4 c/ m3 车刀参数计算方法
: b- V3 p  Y- g! F工件上点I 的坐标计算
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
: F* o+ T) v( T7 |. K' `CB=rasingf
$ ?2 a& r; d' o) X点I处的进给前角为
" y! Q* ~0 W/ c& ?+ Ngfi=arcsin
CB
ri
CI与X轴的夹角为
7 u6 v7 g7 l& `2 ^' ?; ]8 o∠CID=gf-gfi
" o! P4 o: F2 ZDI=ricos∠CID工件上点I 的坐标值为
{
% Q1 i  r2 ~& }" vXi=DI-ra
Zi=risin∠CID
" ^# Q5 e9 a2 \Yi=工件轴向尺寸
{
& p% ^1 Z6 D2 G. yLi=Xicosq- Yisinq
5 ]2 L+ ?8 X- @/ @7 ^Mi=Xisinq+Yicosq
% P% o  k  V) ]/ nNi=Zi
0 j8 Q4 ~1 G6 v. r如图5所示，LAN平面内的前角gnl、后角anl的计算式为
gnl=arctan
4 M' o5 ~3 R8 l3 B  `Ni
6 V9 Z7 O3 K  j7 x* |Li
anl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
Qi=(L2i+N2i)½
# T' ?+ Y2 o0 \, O! ?Pi=Qicos(gnl+anl)
# J# v2 q  U% B7 L" X: C0 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。
文章关键词：