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°。
. Q3 T5 c5 g" g5 v3 S1 U4 n8 y- W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°。

图1
+ d! L6 }5 q. Q: _% R' k3 D  A
图2
3 [# X/ l  n$ V1 I5 u: o. u2 水平回转成形车刀原理
! ~: _" Z" ~. {* _+ }0 E* I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)。
( R9 g+ T  S* V. P$ {, M
图3
  _7 z( A3 \" Y, e" M7 C; V
9 O  h8 z; a8 l) }2 O图4

) c) V9 N6 }+ q8 p7 C图5
4 w" d. v  ?9 k, Z  q( n; n3 车刀参数计算方法
5 ^% b; Z& |0 e2 {: U% @工件上点I 的坐标计算
* l1 y& E# s- W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
CB=rasingf
7 _1 p' _& p) T4 m9 L8 Z' r* t点I处的进给前角为
gfi=arcsin
! n) E& Z, G5 @# |1 p2 ECB
; u, \& l0 W3 Hri
6 @% ]4 u+ K1 d, j, p1 RCI与X轴的夹角为
3 ~# E3 F0 J0 E1 x9 U9 K∠CID=gf-gfi
+ u) \7 O: U4 v2 xDI=ricos∠CID工件上点I 的坐标值为
" p" Y3 L9 |4 y! U{
Xi=DI-ra
! O+ K; L5 P$ ^$ d3 \# l& hZi=risin∠CID
( ^+ t+ J! r2 p. J- E. E2 KYi=工件轴向尺寸
) H3 L9 p2 m+ h{
2 f/ L- F: o5 [0 |. QLi=Xicosq- Yisinq
2 w7 r8 W) A2 d: y+ YMi=Xisinq+Yicosq
; D3 x1 L' O4 a: M! KNi=Zi
+ P  \' i4 U$ K: t  C如图5所示，LAN平面内的前角gnl、后角anl的计算式为
gnl=arctan
/ X( c. u0 w) r. `# t) Z' s, r% [Ni
* ^0 V, |/ M5 G! CLi
4 M! {9 i6 j( _  l% k+ S% N* W& sanl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
" ?2 [0 Z9 e) \! F; A- [# @+ {Qi=(L2i+N2i)½
( r  n: L$ _4 E% lPi=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。
6 X3 ^4 c/ n) h" W文章关键词：