水平回转成形车刀的参数计算

朱洋

1 问题的提出
; W- h3 ~$ j" F" u0 I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°。
- K7 J- W% d7 n0 t& r+ S" M& f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°。
/ v9 @# @3 H; U; D- w
图1
, h! L9 D1 v4 Y! k* q) {# f
% H. n7 w$ ^- [4 n* a  v图2
$ O0 I3 r/ Y) r4 {# v8 m6 Q+ ^2 水平回转成形车刀原理
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)。
' {6 k4 h# b* I8 i2 B. a; N
图3
" X; n* r+ J: C1 J2 P4 v
图4
6 e# A! H9 a" a, Z* f
图5
+ K- u8 k9 o' ^7 t3 车刀参数计算方法
# n! n# ~' O- y* a: E  t工件上点I 的坐标计算
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
* W1 _" I: J9 }5 o5 J0 K点I处的进给前角为
gfi=arcsin
CB
ri
. f5 G0 ]% S( B( Y  c. kCI与X轴的夹角为
( S6 O  F8 `+ {∠CID=gf-gfi
DI=ricos∠CID工件上点I 的坐标值为
8 H. C; m1 x* I" m4 [9 l{
* H! T. h/ I" a4 gXi=DI-ra
Zi=risin∠CID
Yi=工件轴向尺寸
2 s- d, b; x: {4 \{
Li=Xicosq- Yisinq
$ s( G2 P3 k& C( k. fMi=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
gnl=arctan
6 z  x* }7 L& Z6 W* qNi
* Y0 O6 e' h( T2 [# nLi
anl=arctan(tanafcosq)LAN 平面内点I 的截形深度Pi由下式计算：
Qi=(L2i+N2i)½
Pi=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。
1 L6 Q1 v  t( ?0 u2 d; w文章关键词：