第六章 成形车刀.ppt

第六章成形车刀 第一节成形车刀的特点与类型一 成形车刀的特点 成形车刀是一种在卧式车床 自动车床上加工回转体成形表面的专用刀具 其刃形是根据零件的廓形设计的 它具有如下特点 1 生产率高成形车刀一次切出成形表面 有很高的生产率 故在零件的成批大量生产中 得到广泛的使用 2 加工质量稳定使用成形车刀进行切削加工 由于零件的成形表面主要取决于刀具切削刃的形状和制造精度 所以它可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性 一般加工后零件的精度等级可达IT10 IT8 表面粗糙度值可达Ra6 3 3 2 m 3 刀具寿命长重磨次数多 总的使用寿命长 4 刀具制造较为复杂 成本高 切削刃工作长度过长时 易产生振动 故单件 小批生产不宜使用成形车刀 第六章成形车刀 二 成形车刀的类型1 按进给方向的不同分为 1 径向进给成形车刀 切削刃沿工件半径方向同时切入 切削行程短 生产率高 2 切向进给成形车刀 切削刃沿工件加工表面切向切入 切削刃逐渐切入和切离工件的 切削力小 工作平稳 切削行程长 生产率较低 3 斜向进给成形车刀 进给方向与工件轴线不垂直 径向成形车刀 切向进给和斜向进给形成车刀 2 按外形与结构不同分为 1 平体成形车刀 除切削刃为成形刀刃外 结构和普通车刀相同 用于加工简单的成形表面 如铲齿 车螺纹和车圆弧等 2 棱体成形车刀 外形是棱柱体 刀具刚性也好 重磨次数多 使用寿命长 但只能用来加工外成形表面 3 圆体成形车刀 其外形是回转体 切削刃在圆周表面上分布 与以上两种成形车刀相比 制造方便 允许重磨次数多 既可用来加工外成形表面 又可用来加工内成形表面 使用比较普遍 但加工精度与刚性低于棱体成形车刀 第六章成形车刀 第六章成形车刀 平体棱体圆体 第六章成形车刀 第二节成形车刀的前角和后角成形车刀切削刃形状较复杂 考虑测量和重磨方便 前角和后角都不在正交平面内测量 规定在刀具的假定工作平面 垂直于工件轴线的断面 内测量 并以切削刃上最外缘与工件中心等高点 图中的1点 该点称为成形车刀的基点 处的假定工作前角和假定工作后角作为标注值 第六章成形车刀 一 前角和后角的形成 一 棱体成形车刀将棱体成形车刀前面重磨成 f f的斜面 安装时 将成形车刀的基准点与工件中心等高 并使后面与垂直方向倾斜一个 f 这样便可得到要求的名义前 后角 距工件中心越远 前角越小 后角越大 第六章成形车刀 二 圆体成形车刀 1 将圆体成形车刀前面刃磨成比刀具中心o0低一个h距离 2 安装时 将切削刃最外一点与工件中心o等高 将o0高于工件中心o一个距离H 即可得到要求的名义前角 后角 式中R 圆形成形车刀轮廓的最大半径 mm 第六章成形车刀 成形车刀的前角 f和后角 f数值不仅影响刀具的切削性能 还影响加工零件的廓形精度 所以在制造 重磨合安装时 不允许任意变动 圆体成形车刀重磨前面时 必须保持h不变 圆体成形车刀 f 10 12 棱体成形车刀 f 12 15 第六章成形车刀 二 切削刃上任一点处主剖面内的后角成形车刀后面与加工表面之间的摩擦程度随切削刃上各点主后角 o大小而异 为使刀具能顺利切削 需分析切削刃形状对 o的影响 成形车刀切削刃上各点主后角 o与侧后角 f的换算方法和普通车刀相同 式中是切削刃上任意点x的主切削刃平面与假定工作平面夹角 当 fx愈小 ox也愈小 如某段切削刃与工件轴线垂直 则Krx 0 ox 0 使该处后面紧贴加工后面无法切削 所以利用公式校验主后角 o 保证最小主后角 ox 2 3 第六章成形车刀 如果 ox 0 使该处后面紧贴加工后面而无法切削 则需采取措施 1 在不影响零件的使用性能前提下 改变零件的廓形 使Krx 0 保证 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的一段狭窄棱面 减小摩擦面积 a 改变轮廓b 磨出凹槽c 作出侧隙角d 斜装成形车刀e 螺旋面成形车刀 第六章成形车刀 a 改变轮廓b 磨出凹槽c 作出侧隙角d 斜装成形车刀e 螺旋面成形车刀 3 将Krx O 的刃段磨出副偏角 rx 2 3 可使摩擦大为减少 同样不改变工件的廓形 普遍采用 4 采用斜向进给成形车刀 以形成Krx 7 使 ox 2 3 5 采用螺旋体成形车刀 将圆体成形车刀各段切削刃的后面制成螺旋面 使Krx 0 处的后面与加工表面形成一定间隙 使 ox 2 3 结构复杂 制造麻烦 较少采用 第六章成形车刀 第三节成形车刀的廓形设计一 廓形设计概念成形车刀的廓形设计 就要由零件的廓形来确定刀具的廓形 零件的廓形 是指零件在轴向平面内的形状与尺寸 包括深度 宽度和圆弧等 成形车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状 在这个平面内成形车刀的廓形容易制造和测量 因成形车刀的 f 0 f 0 使棱体与圆体成形车刀廓形深度P 工件廓形深度T 因此 刀具的廓形不重合于零件的廓形而产生了畸变 一般刀具的廓形宽度与零件廓形宽度相同 因此 成形车刀廓形设计的主要内容是根据零件的廓形深度T和成形车刀的前角 f 后角 f修正计算成形车刀的廓形深度P和与它相关的尺寸 第六章成形车刀 二 成形车刀廓形设计成形车刀廓形设计的方法有 作图法 计算法和查表法三种 作图法 简单 清晰和直观 但精度偏低 另外 作图法的精度主要取决于作图时的放大比例与作图的准确程度 计算法 能达到很高的精度 也比较迅速 查表法 简单 较迅速 但精度不及计算法 很少使用 目前 成形车刀设计常用计算法计算 作图法校验 第六章成形车刀 一 作图法 已知零件廓性 刀具的前角 f和后角 f 圆体成形车刀的廓形的最大半径R D 2 找出切削刃在垂直于后面的平面上投影廓形 第六章成形车刀 二 计算法 1 棱体成形车刀 第六章成形车刀 2 圆形成形车刀 第六章成形车刀 三 成形车刀的附加切削刃成形车刀两侧超出零件廓形宽度的部分 其一侧用于倒角或修光端面 另一侧用于切断预加工 此外 有了两侧附加切削刃 可增大切削刃两侧尖角处强度 成形车刀的总宽度是零件廓形宽度与两侧附加刀刃宽度之和 总宽不应过宽 否则引起振动 一般超越量为0 5mm 附加切削刃的偏角Kr和Kr1一般为15 20 如工件端面有倒角 Kr1等于倒角的角度 附加切削刃的切断预加工深度ap不大于零件的最大廓形深度apmax 第六章成形车刀 四 成形车刀其他部分设计简述1 双曲线误差 加工圆锥表面时产生的双曲线误差 a 用棱形车刀加工b 用圆形车刀加工 第六章成形车刀 2 成形车刀的装夹及结构尺寸成形车刀的装夹正确与否 不仅影响刀具的切削性能 还影响加工工件的形状精度 需在专用刀夹上 成形车刀的夹装 a 棱形成形车刀b 圆形车刀 圆形刀刀夹结构 第六章成形车刀 第六章成形车刀 3 成形车刀廓形尺寸公差成形车刀廓形尺寸公差一般为对应零件廓形尺寸公差的1 2 1 3 但不小于 0 01mm和 0 01mm 4 成形车刀样板成形车刀廓形一般用样板来控制和检验 第六章成形车刀 棱形成形车刀设计图 第六章成形车刀 成形车刀样板设计图 棱体成形车刀是以燕尾作为定位基准 安装在燕尾槽内 刀具燕尾的后平面K K是固定基准 安装时将刀体竖立井倾斜 f角 通过调整刀夹下端的螺钉 将切削刃上计算基准点1 与工件中心等高 然后用螺栓夹紧 下端螺钉除了能承担部分切削力外 还能增强刀具的性 第六章成形车刀 圆体成形车刀是以圆柱孔作为定位基准面 套装在刀夹的螺杆上 圆体成形车刀用销子与齿盘连