《金属切削原理与刀具》课件 5成形车刀

第6章成形车刀成形车刀又称样板刀，是一种专用刀具。

——用在普通车床、六角车床、半自动及自动车床上加工内外回转体成形表面。切削刃形状——根据工件的廓形设计5.4.1成形车刀的特点和类型一、特点1、生产率高

利用成形车刀进行加工，一次进给便可完成零件各表面的加工，因此具有很高的生产率。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选IT10～8级，表面粗糙度Ra值可达6.3～3.2μm。3、刀具使用寿命长

成形车刀用钝后，一般重磨前面，可重磨次数多，尤其圆体成形车刀。4、刀具设计制造比较困难，成本高。

故单件、小批生产不宜使用成形车刀。1、按进给方向的不同分类成形车刀有径向进给、切向进给两种。二、类型工作时，切削刃沿工件半径方向切入。平体、棱体、圆体成形车刀均为径向进给成形车刀。切削行程短，生产率高，应用最广泛。切削刃宽度较大时，径向切削力大，易产生振动，增大了加工表面粗糙度，故不适于加工细长的和刚性差的工件。径向进给成形车刀工作时，切削刃沿工件加工表面切线方向切入。由于刀具具有主偏角，使切削刃不同时全部投入工作，而是逐渐切入、逐渐切出，切削力较小，切削过程平稳，加工质量高；但切削行程长，生产率低，故可用于加工细长的和刚性差的工件、自动车床上精度较高的小尺寸零件加工。棱体、圆体成形车刀均可设计成切向进给成形车刀。切向进给成形车刀图６-２切向进给成形车刀

2、按外形与结构不同分类成形车刀有平体、棱体、圆体三种。

平体棱体圆体图６-１径向进给成形车刀ａ）平体成形车刀ｂ）棱体成形车刀ｃ）圆体成形车刀1、平体成形车刀外形呈平条状，和普通车刀的外形相似，但其切削刃是成形的；只能用来加工外成形表面，并且沿前面的可重磨次数不多；主要加工宽度不大、简单的外成形表面及加工批量较小的外成形表面。

滚刀齿背的铲刀属于平体成形车刀。外形呈棱柱体，只能用于加工外成形表面，可重磨次数比平体成形车刀多，刀具寿命长，且成形精度较高；刀具刚性也比平体成形车刀好。一般用专用刀夹夹住车刀的燕尾部分，安装在普通车床或自动车床刀架上。

2、棱体成形车刀外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，可用来加工内、外成形表面；重磨时磨前面，可重磨次数更多；但加工精度与刚性低于棱体成形车刀。圆体成形车刀以圆柱孔作为定位基准套装在刀夹上进行安装。刀具易于制造，生产中应用较多。

3、圆体成形车刀与普通车刀一样，成形车刀也必须具备合理的前角和后角才能正常地投入切削。成形车刀前、后角的作用和选择原则基本上与普通车刀相同，但与其它刀具直接磨出前、后角不同，成形车刀是预先磨出一定角度（前、后角之和），然后依靠刀具相对工件的安装位置而形成前角和后角。5.4.2

成形车刀的前角和后角成形车刀的后面是一个成形表面，切削刃形状复杂，有直线刀刃也有曲线刀刃，刀刃上各处的正交平面方向都不相同，为了使成形车刀重磨方便并保证重磨后切削刃形状不变，重磨时刃磨前面。为了便于测量、制造和重磨成形车刀的角度，名义前、后角规定在假定工作平面内（进给方向）表示。（侧前角、侧后角）成形车刀的名义前角和后角是指切削刃最外一点（基准点）即与工件中心等高一点的前角和后角。1、径向棱体成形车刀刀具制造时——使楔角为90

-(

f

f)；刀具安装时——

车刀倾斜

f角，且将切削刃上的最外点调整到与工件中心等高位置上,即能形成所需的前角和后角。

一、前角后角的形成2、径向圆体成形车刀刀具制造时——使车刀中心到前面的垂直距离为h=Rsin(

f

f)；刀具安装时——使刀尖位于工件中心高度位置，并使刀具中心比工件中心高H=Rsin

f，即就能形成所需的前角和后角。

当

f>0

时，切削刃上与工件中心不等高的其它各点，都低于切削刃最外一点，这些点的基面和切削平面都发生变化，故各点的前角和后角也不相同，离切削刃最外一点越远，其前角越小，后角越大。圆体成形车刀还由于切削刃上各点的后面切线方向的改变，使后角的变化比棱体成形车刀更大。

二、切削刃上任一点处正交平面内的后角设计成形车刀时：应校验切削刃上各点的主后角，因为若主后角过小或等于0

，会产生较大的摩擦，加剧刀具磨损。应保证最小主后角

o≥2°～3°。忽略刃倾角的影响，设

sx=0

，任取切削刃上一点x，其正交平面后角与假定工作平面后角的关系为可见，当侧后角数值确定后，主后角随主偏角减小而减小。当krx=0

时，

ox=0

，从而加剧刀具磨损。

图６-５任意点处主剖面上后角α。改善切削状况的措施：1）在不影响零件使用性能前提下，改变零件廓形。2）在krx=0

的切削刃段的后面上磨出凹槽，保留一狭窄的棱面，减小摩擦面积。3）将krx=0

的切削刃段处磨出krx

=2°～3°的副偏角，可使摩擦大为