水平回转成形车刀的参数计算

朱洋

1 问题的提出
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°。
  W- Q$ I- q9 F& @! f( V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°。

* T3 a, d& N! G5 z) N7 e图1

图2
2 水平回转成形车刀原理
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)。
* W% f' K3 J7 w( D. W5 ]6 s
, t( `3 L0 d( o+ {+ E$ E) E图3

0 U% y! t4 }- y/ \图4

图5
# v* k# k( Y$ }! \+ Q6 M; Z3 车刀参数计算方法
+ |9 i" |% [# g0 ?" `7 ?+ Y# Q工件上点I 的坐标计算
$ z# @& u* s* I+ @8 C2 _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。
3 L. @+ G) f# ?3 [' _9 I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
3 H  H/ t, S1 B7 {+ hCB=rasingf
点I处的进给前角为
% S2 j' l5 J1 U. X' xgfi=arcsin
CB
ri
$ @% P" @- b4 C1 H  R$ E* e0 oCI与X轴的夹角为
∠CID=gf-gfi
2 A) o* q$ A2 Y! L4 o9 N$ kDI=ricos∠CID工件上点I 的坐标值为
{
Xi=DI-ra
" s( d( y; S( jZi=risin∠CID
$ z% _2 G) j7 K* A8 X) @# b# q; uYi=工件轴向尺寸
{
Li=Xicosq- Yisinq
1 @/ D& ^9 Q  x) m& M" BMi=Xisinq+Yicosq
/ W! _. x5 ]2 oNi=Zi
' C: S" l% r: C$ Q, ]0 @! G如图5所示，LAN平面内的前角gnl、后角anl的计算式为
gnl=arctan
: Z$ S1 D1 h% O$ E* D4 v5 t$ M$ @) K" wNi
Li
0 |( X: {9 ^2 M) o1 w& eanl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
Qi=(L2i+N2i)½
Pi=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 }7 w7 a' r8 I6 s* j: b文章关键词：