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°。
* a( X: a0 h7 ?6 {7 e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°。

. B; u! ?0 T9 T9 p, b1 w2 K图1

图2
2 水平回转成形车刀原理
6 t3 x9 f) u, p1 ?2 Z, L9 ~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)。
, L" p" d, E6 h- L* G
图3
. N- W; e& ]! H6 }, Q2 m" j3 A  c
- W* k, o! a# [2 x2 o* V7 O图4
% Z7 J9 G8 F# N2 M0 @- @0 o
图5
3 车刀参数计算方法
9 V- q) I% L4 o7 N( w7 ^工件上点I 的坐标计算
; W3 n* U5 @4 M6 g/ r# W8 \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
点I处的进给前角为
gfi=arcsin
: G7 N0 `8 E  U8 ^# L7 ?CB
ri
CI与X轴的夹角为
; I5 S+ F; X7 W/ n& p∠CID=gf-gfi
DI=ricos∠CID工件上点I 的坐标值为
{
1 H; F; \! {( \& W" O7 n  h  lXi=DI-ra
, A% B* ^# n9 s5 m) m. mZi=risin∠CID
Yi=工件轴向尺寸
{
. P# B6 y1 [3 XLi=Xicosq- Yisinq
Mi=Xisinq+Yicosq
Ni=Zi
如图5所示，LAN平面内的前角gnl、后角anl的计算式为
$ V2 W7 `* R! i2 R  m$ }+ |, Ugnl=arctan
Ni
, ^3 v5 e- R: f4 tLi
2 Q0 ]; Q5 k- j! W3 danl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
. y9 E. T( r$ }2 E# iQi=(L2i+N2i)½
) B0 h; e" N5 [& ]& p" G# aPi=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。
) k8 s# Q1 n! L% M) m5 K. D文章关键词：