1、第六章 成形車刀,第一節(jié) 成形車刀的特點、種類及用途 一、成形車刀的特點： 成形車刀是一種在臥式車床、自動車床上加工回轉體成形表面的專用刀具，其刃形是根據(jù)零件的廓形設計的。它具有如下特點： (1)生產(chǎn)率高。成形車刀一次切出成形表面，有很高的生產(chǎn)率。故在零件的成批大量生產(chǎn)中，得到廣泛的使用。前刀面為平面，后刀面為成形曲面，故一般只磨前刀面。 (2)加工質量穩(wěn)定。使用成形車刀進行切削加工，由于零件的成形表面主要取決于刀具切削刃的形狀和制造精度，所以它可以保證被加工工件表面形狀和尺寸精度的一致性和互換性。一般加工后零件的精度等級可達IT10IT8，表面粗糙度值可達Ra6.33.2m。 (3)刀具壽命

2、長。重磨次數(shù)多，總的使用壽命長。 (4)刀具制造較為復雜，成本高。切削刃工作長度過長時，易產(chǎn)生振動。 故單件、小批生產(chǎn)不宜使用成形車刀。,二、成形車刀的類型及用途 1.按進給方向的不同分為： （1）徑向進給成形車刀切削刃沿工件半徑方向同時切入，切削行程短，生產(chǎn)率高。 （2）切向進給成形車刀切削刃沿工件加工表面切向切入。切削刃逐漸切入和切離工件的，切削力小，工作平穩(wěn)。切削行程長，生產(chǎn)率較低。 （3）斜向進給成形車刀進給方向與工件軸線不垂直。,徑向成形車刀,切向進給和斜向進給形成車刀,2.按外形與結構不同分為 （1）平體成形車刀：除切削刃為成形刀刃外，結構和普通車刀相同，用于加工簡單的外成形表面，

3、如鏟齒、車螺紋和車圓弧等。 （2）棱體成形車刀：外形是棱柱體，刀具剛性也好，重磨次數(shù)多，使用壽命長。但只能用來加工外成形表面。 （3）圓體成形車刀：其外形是回轉體，切削刃在圓周表面上分布，與以上兩種成形車刀相比，制造方便，允許重磨次數(shù)多。既可用來加工外成形表面，又可用來加工內成形表面，使用比較普遍，但加工精度與剛性低于棱體成形車刀。,平體 棱體 圓體,成形車刀切削刃形狀較復雜，考慮測量和重磨方便，前角和后角都不在正交平面內測量，規(guī)定在刀具的假定工作平面(垂直于工件軸線的斷面)內測量，并以切削刃上最外緣與工件中心等高點(圖中的 1 點，該點稱為成形車刀的基點)處的假定工作前角和假定工作后角作為標

4、注值。,第二節(jié) 成形車刀的前角和后角,一、前角和后角的形成 （一）棱體成形車刀,距工件中心越遠， 前角越小、后角越大。,將棱體成形車刀前面重磨成f+f的斜面。 安裝時，將成形車刀的基準點與工件中心等高，并使后面與垂直方向傾斜一個f，這樣便可得到要求的名義前、后角。,各點處的基面不同，切削平面不同，故各點處的名義前角名義后角均不同。,（二）圓體成形車刀 (1)將圓體成形車刀前面刃磨成比刀具中心o0低一個h距離。 (2)安裝時，將切削刃最外一點與工件中心o等高，將o0高于工件中心o一個距離H，即可得到要求的名義前角、后角。,式中R圓形成形車刀輪廓的最大半徑（mm）,成形車刀的前角f和后角f數(shù)值不僅

5、影響刀具的切削性能，還影響加工零件的廓形精度，所以在制造、重磨合安裝時，不允許任意變動。圓體成形車刀重磨前面時，必須保持h不變。 圓體成形車刀：f =1012； 棱體成形車刀:f =12 15.,各點處的基面不同，切削平面不同，故各點處的名義前角名義后角均不同。,二、切削刃上任一點處主剖面內的后角 成形車刀后面與加工表面之間的摩擦程度隨切削刃上各點主后角o大小而異。為使刀具能順利切削，需分析切削刃形狀對o的影響。 成形車刀切削刃上各點主后角o與側后角f的換算方法和普通車刀相同。,式中 是切削刃上任意點x的主切削刃平面與假定工作平面夾角。當fx愈小， ox也愈小。如某段切削刃與工件軸線垂直，則K

6、rx=0，ox= 0，使該處后面緊貼加工后面無法切削，所以利用公式校驗主后角o，保證最小主后角ox 2 3。,如果ox= 0，使該處后面緊貼加工后面而無法切削，則需采取措施： 1）在不影響零件的使用性能前提下，改變零件的廓形，使Krx 0，保證ox 2 3。 2）在Krx= 0的切削刃段的后面磨出凹槽，只保留0.3mm 0.5mm的一段狹窄棱面，減小摩擦面積。,a) 改變輪廓 b) 磨出凹槽 c) 作出側隙角 d)斜裝成形車刀 e)螺旋面成形車刀,a) 改變輪廓 b) 磨出凹槽 c) 作出側隙角 d) 斜裝成形車刀 e) 螺旋面成形車刀,3）將 Krx =O的刃段磨出側隙角rx=23,可使摩擦

7、大為減少。同樣不改變工件的廓形，普遍采用。 4）采用斜向進給成形車刀，以形成Krx 7，使ox 2 3。 5）采用螺旋體成形車刀，將圓體成形車刀各段切削刃的后面制成螺旋面，使Krx= 0處的后面與加工表面形成一定間隙，使ox 2 3。 結構復雜，制造麻煩，較少采用。,第三節(jié) 成形車刀的廓形設計 一、廓形設計概念 成形車刀的廓形設計，就要由零件的廓形來確定刀具的廓形。零件的廓形，是指零件在軸向平面內的形狀與尺寸，包括深度、寬度和圓弧等。成形車刀的廓形是指切削刃在垂直于后面的平面上投影形成的形狀。在這個平面內成形車刀的廓形容易制造和測量。 因成形車刀的f0、f0，使棱體與圓體成形車刀廓形深度P工件

8、廓形深度T ，因此，刀具的廓形不重合于零件的廓形而產(chǎn)生了畸變。一般刀具的廓形寬度與零件廓形寬度相同。因此，成形車刀廓形設計的主要內容是根據(jù)零件的廓形深度T和成形車刀的前角f 、后角f修正計算成形車刀的廓形深度P和與它相關的尺寸。,二、成形車刀廓形設計 成形車刀廓形設計的方法有：作圖法、計算法和查表法三種。 作圖法：簡單、清晰和直觀，但精度偏低。另外，作圖法的精度主要取決于作圖時的放大比例與作圖的準確程度。 計算法：能達到很高的精度也比較迅速。 查表法：簡單、較迅速，但精度不及計算法，很少使用。 目前，成形車刀設計常用計算法計算，作圖法校驗。,（一）作圖法：已知零件廓形、刀具的前角f和后角f、圓

9、體成形車刀的廓形的最大半徑R=D/2，找出切削刃在垂直于后面的平面上投影廓形。,1、在主視圖上作出前刀面和后刀面的投影線,2、作出切削刃各點234(5)的后刀面投影線,3、在垂直后刀面的截面中，連接各點切削刀投影點與相等于零件廓形寬度引出線交點1”，2”，3”，4”，5”，連接各交點所形成的曲線即為成形車刀廓形。,步驟：,（二）計算法： 1）棱體成形車刀,2）圓形成形車刀,三、成形車刀的附加切削刃 成形車刀兩側超出零件廓形寬度的部分。其一側用于倒角或修光端面；另一側用于切斷預加工。此外，有了兩側附加切削刃，可增大切削刃兩側尖角處強度。成形車刀的總寬度是零件廓形寬度與兩側附加刀刃寬度之和。總寬不

10、應過寬，否則引起振動，一般超越量為0.5mm。 附加切削刃的偏角Kr和Kr1一般為15 20，如工件端面有倒角，Kr1等于倒角的角度。 附加切削刃的切斷預加工深度ap 不大于零件的最大廓形深度apmax .,1.成形車刀的裝夾及結構尺寸 成形車刀的裝夾正確與否，不僅影響刀具的切削性能，還影響加工工件的形狀精度。需在專用刀夾上。,成形車刀的夾裝,a) 棱形成形車刀 b)圓形車刀,四、成形車刀其他部分設計簡述,棱體成形車刀是以燕尾作為定位基準，安裝在燕尾槽內。刀具燕尾的后平面K-K是固定基準，安裝時將刀體豎立并傾斜f角通過調整刀夾下端的螺釘，將切削刃上計算基準點1與工件中心等高，然后用螺栓夾緊。下

11、端螺釘除了能承擔部分切削力外，還能增強刀具的性能。,圓體成形車刀是以圓柱孔作為定位基準面，套裝在刀夾的螺桿上。圓體成形車刀用銷子與齒盤連接，齒盤與扇形板利用端面齒嚙合，扇形板與蝸桿嚙合，然后利用螺帽將成形車刀連同芯軸及其它零件擰緊在刀夾上。當調整圓體成形車刀基準點位置的高度時，松開螺帽，轉動齒盤，使之相對扇形板上的齒紋錯位，達到粗調；轉動安裝在刀夾孔內的蝸桿使扇形匠、齒盤以及圓體成形車刀一起轉動，達到精調。利用刀夾兩側調節(jié)螺釘調整成形車刀軸線。,3.成形車刀廓形尺寸公差 成形車刀廓形尺寸公差一般為對應零件廓形尺寸公差的1/21/3。但不小于+0.01mm 和-0.01mm. 4.成形車刀樣板 成形車刀廓形一般用樣板來控制和檢驗。,成形車刀的樣 板,制造成形車刀時，用樣板來檢驗刀具廓形的精確度。成形車刀的廓形尺寸一般不注在刀具圖上，而是詳細地注在樣板圖上。 成形車刀的樣板是成對制造的。一塊為工作樣板，用來檢驗成形車刀的廓形，另一塊為檢驗樣板，用來檢驗工作樣板的精度。 樣板用低碳鋼15或20號鋼制造，表面滲碳淬火后硬度應達HRC5662。,樣板的廓形應與包括附加刀刃的刀具廓形一致，各組成點的坐標