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1、成型車刀的設(shè)計(jì)與計(jì)算,概述,一、成形面 表面軸向剖面呈現(xiàn)曲線形特征的這些零件叫成型面。如單球手柄，三球手柄及內(nèi)外圓弧槽。下面介紹三種加工成形面的方法。 1、雙手控制法 2、成形刀車削法 3、仿形法,,1、雙手控制法車成形面,用雙手同時(shí)搖動(dòng)小滑板手柄和中滑板（或床鞍和中滑板，通過(guò)雙手的協(xié)調(diào)動(dòng)作，從而車出所要求的成形面的方法，稱雙手控制法。如圖所示。雙手控制法車削成形面用于單件小批量。,兩種方法： 1、中滑板+小滑板 2、床鞍+中滑板 方法1小滑板不能連續(xù)進(jìn)給，勞動(dòng)強(qiáng)度大；多用方法2來(lái)完成成形面的加工。,2、仿形法,用靠模車成型面 下圖表示用靠模加工手柄的成形面2。此時(shí)刀架的橫向滑板已經(jīng)與絲杠脫開(kāi)
2、，其前端的拉桿3上裝有滾柱5。當(dāng)大拖板縱向走刀時(shí)，滾柱5即在靠模4的曲線槽內(nèi)移動(dòng)，從而使車刀刀尖也隨著作曲線移動(dòng)，同時(shí)用小刀架控制切深，即可車出手柄的成形面。這種方法加工成形面，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率較高，因此多用于成批生產(chǎn)。當(dāng)靠模4的槽為直槽時(shí)，將靠模4扳轉(zhuǎn)一定角度，即可用于車削錐度。 這種方法操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)率較高，但需制造專用靠模，故只用于大批量生產(chǎn)中車削長(zhǎng)度較大、形狀較為簡(jiǎn)單的成形面。,3、數(shù)控機(jī)床加工,4、成形刀車削法,用成形刀車成型面，其加工精度主要靠刀具保證。但要注意由于切削時(shí)接觸面較大，切削抗力也大，易出現(xiàn)振動(dòng)和工件移位。為此切削力要小些，工件必須夾緊。 這種方法生產(chǎn)效率高，但刀具刃磨
3、較困難，車削時(shí)容易振動(dòng)。故只用于批量較大的生產(chǎn)中，車削剛性好，長(zhǎng)度較短且較簡(jiǎn)單的成形面。,二、成型車刀,成形車刀是用來(lái)在各種車床上加工內(nèi)、外回轉(zhuǎn)體成型表面的常用刀具，其刀刃形狀是根據(jù)工件的廓形來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算確定的。因此，成形車刀是屬于專用刀具。與普通車刀相比，成形車刀有著加工質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)率高和刀具壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，成形車刀經(jīng)過(guò)精確設(shè)計(jì)、制造和正確安裝調(diào)整，其加工的零件精度可達(dá)到IT8級(jí)10級(jí)、粗糙度可達(dá)Ra2.5mRa10m。由于成形車刀的設(shè)計(jì)、制造比較麻煩，因此成形車刀一般用于成批大量生產(chǎn)中。,成形車刀的精確設(shè)計(jì)與計(jì)算,一.成形車刀的類型及特點(diǎn) 二.成形車刀的前角和后角 三.成形車刀廓形的精確設(shè)計(jì)
4、,一.成形車刀的類型及特點(diǎn),1.按車刀的結(jié)構(gòu)和形狀分類及成型車刀的特點(diǎn) 2.按刀具的進(jìn)給方向分類的成形車刀,（一）按車刀的結(jié)構(gòu)和形狀分類及成型車刀的特點(diǎn),平體成型車刀 棱體成型車刀 圓體成型車刀,平體成型車刀：外形呈平條狀，如圖1所示。其結(jié)構(gòu)和裝夾方法均與普通車刀相同，僅刃形需要專門的設(shè)計(jì)計(jì)算。它有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和裝夾方便等優(yōu)點(diǎn)，但可重磨次數(shù)少，一般用于加工螺紋或鏟制成形銑刀、滾刀的齒背。 棱體成型車刀：外形呈棱柱狀，如圖2所示。其可重磨次數(shù)和剛性均比平體的要大，裝夾也不同，要用專用的刀夾夾住其燕尾部，通過(guò)調(diào)整使之處于正確的位置并獲得所需的前、后角。 圓體成型車刀：外形為圓盤(pán)狀回轉(zhuǎn)體，如圖3所示。
5、與前兩種成型車刀相比，它有著可重磨次數(shù)多，制造較方便等優(yōu)點(diǎn)，可用于回轉(zhuǎn)體的內(nèi)外成型表面的加工。但圓體成型車刀因受本身結(jié)構(gòu)及裝夾剛性的限制，不適合于設(shè)計(jì)加工截形深度大的零件，一般圓體成型車刀的最大切深不超過(guò)25mm。,（二）按刀具的進(jìn)給方向分類的成形車刀,徑向進(jìn)給成型車刀 軸向進(jìn)給成型車刀 切向進(jìn)給成型車刀,徑向進(jìn)給成型車刀：這種成型車刀可以是平體、棱體或圓體的結(jié)構(gòu)和形狀，且均采用正裝，如圖4所示。加工時(shí)，刀具進(jìn)給方向是沿徑向進(jìn)給，即在加工過(guò)程中車刀刀刃上一點(diǎn)或幾點(diǎn)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向通過(guò)零件的軸線。它是生產(chǎn)中用得較多的成形車刀，可用于加工各種由直線、曲線或直線和曲線構(gòu)成的各種凹凸形的回轉(zhuǎn)體成型表面。
6、,軸向進(jìn)給成型車刀：這種成型車刀也可以是平體、棱體或圓體的結(jié)構(gòu)形狀，如圖5所示。加工時(shí)，刀具的進(jìn)給是沿軸向進(jìn)給，即在加工過(guò)程中，車刀刀刃的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向是沿工件的軸線進(jìn)給的。它主要用于加工沒(méi)有環(huán)狀溝槽或凹形的端面成型表面或階梯狀成形表面。,軸向進(jìn)給成型車刀的安裝一般與徑向進(jìn)給正裝成型車刀安裝方向相差90，但也有與徑向進(jìn)給成型車刀安裝方向一樣的特例，如圖6所示的棱體成型車刀，僅進(jìn)給方向不同。此外軸向進(jìn)給成型車刀可較好地解決類似于圖7所示的以端面形狀為主的大截深短軸類零件或細(xì)長(zhǎng)階梯軸零件的成形加工問(wèn)題。對(duì)于圖7所示的工件，如設(shè)計(jì)徑向進(jìn)給成型車刀加工，則刀具所受的軸向力很大，易變形，影響加工精度，且刀
7、刃上的1-2段、3-4段法向后角為零，2-3段法向后角亦極小，因而刀具后面會(huì)與工件劇烈摩擦，影響刀具的壽命。,由于工件截形深度太大，徑向進(jìn)刀還存在切削行程長(zhǎng)，生產(chǎn)率低，以及無(wú)法設(shè)計(jì)成圓體刀加工等問(wèn)題，如設(shè)計(jì)成軸向進(jìn)給成型車刀便可完全避免上述問(wèn)題。對(duì)于細(xì)長(zhǎng)階梯軸類零件的加工，軸向進(jìn)給成型車刀與徑向進(jìn)給成型車刀相比，由于車刀切削的截面較小，切削力也小，所以它更適合于加工剛性較差的零件。,切向進(jìn)給成型車刀：切向進(jìn)給成形車刀一般采用棱體的結(jié)構(gòu)和形狀，如圖8所示。刀刃上各點(diǎn)的進(jìn)給方向與零件要求加工出的成型表面始終相切，即刀刃是沿工件表面的切線方向切入的。這種車刀的切削刃是由A點(diǎn)開(kāi)始切削先后逐漸切削到B點(diǎn)
8、切削結(jié)束，刀刃逐漸切出的，故其始終只有一小段刀刃在工作，從而減小了切削力。因此，這類刀適合于加工細(xì)長(zhǎng)、剛性差的零件。其缺點(diǎn)是切削行程長(zhǎng)，生產(chǎn)率低，故實(shí)際使用較少。,二、成形車刀的前角和后角,無(wú)論是徑向進(jìn)給成形車刀還是軸向進(jìn)給成形車刀，其前、后角的作用和選擇原則基本上與普通車刀相同。但成形車刀的前、后角是靠安裝來(lái)得到的，即成形車刀在安裝前需預(yù)先按名義前、后角之和在刀具上磨出角，如圖9所示。當(dāng)?shù)毒甙惭b在刀夾中并使刀刃上的基準(zhǔn)點(diǎn)與工件中心等高時(shí)才能得到規(guī)定的名義前、后角的數(shù)值，如圖10所示。無(wú)論是徑向還是軸向進(jìn)給成形車刀，其前、后角一般均規(guī)定在進(jìn)給平面上度量，并以刀刃上最外一點(diǎn)即基準(zhǔn)點(diǎn)1的前角和后角
9、作為刀具的名義前角和后角。對(duì)于棱體成形車刀，將刀具夾緊后傾斜成一個(gè)并將刀刃上的基準(zhǔn)點(diǎn)1調(diào)整到與工件中心等高就得到了所需的前、后角。對(duì)于圓體成形車刀，制造時(shí)使車刀中心到前刀面的垂直距離為H0。安裝時(shí)使刀尖即基準(zhǔn)點(diǎn)1位于工件中心高度位置，并使刀具中心比工件中心高出，這樣刀具就能獲得所需的前角和后角。,對(duì)于圓體成形車刀，制造時(shí)使車刀中心到前刀面的垂直距離為h0。安裝時(shí)使刀尖即基準(zhǔn)點(diǎn)1位于工件中心高度位置，并使刀具中心比工件中心高出，這樣刀具就能獲得所需的前角和后角。對(duì)于徑向和軸向進(jìn)給成形車刀，其名義前、后角也就是刀具上基準(zhǔn)點(diǎn)處進(jìn)給方向的前、后角，即可用和來(lái)表示。但對(duì)于斜裝成形車刀則是兩個(gè)不同的概念，
10、刀具的名義前、后角是成形車刀1點(diǎn)處的標(biāo)注角度，它是成形車刀設(shè)計(jì)、制造、刃磨和測(cè)量時(shí)所參考使用的角度，不一定就是進(jìn)給剖面1點(diǎn)處的和角度，因此不可混為一談。,三、成形車刀廓形的精確設(shè)計(jì),1.成形車刀造型原理 2.斜裝成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 1.斜裝成形車刀刀刃方程求解 2.斜裝棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 3.斜裝圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 4.實(shí)例計(jì)算 3.軸向成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 1.軸向成形車刀刀刃方程求解 2.軸向棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 3.軸向圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 4.零度前角成形車刀廓形形精確設(shè)計(jì) 1.軸向成形車刀刀刃方程求解 2.軸向棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 3.軸向圓體成形車刀廓形精
11、確設(shè)計(jì),成形車刀設(shè)計(jì)的基本原理是根據(jù)工件的廓形求出相應(yīng)的刀具廓形。為制造和測(cè)量方便，棱體成形車刀的廓形是用其后刀面的法剖面內(nèi)刃形來(lái)表示的，而圓體成形車刀的廓形則是用軸剖面內(nèi)刃形來(lái)表示的。 成形車刀的廓形設(shè)計(jì)通常有下列三種方法: 作圖法、近似計(jì)算法和精確計(jì)算法。作圖法簡(jiǎn)單明了，但精度太低。近似計(jì)算法是生產(chǎn)中常用的方法，但也存在較大的理論設(shè)計(jì)誤差。例如，對(duì)長(zhǎng)20cm、小端直徑50cm，圓錐角45的工件，如果設(shè)計(jì)刀具的前、后角均為10，經(jīng)計(jì)算其加工誤差，棱體刀達(dá)50m，圓體刀（半徑50mm）達(dá)380m。由此可見(jiàn)近似法設(shè)計(jì)的成形車刀誤差值之大是不容忽視的。隨著計(jì)算機(jī)的迅速普及及工廠對(duì)零件加工精度越來(lái)越
12、高的要求，人們對(duì)成形車刀精確設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越迫切。因此提高刀具設(shè)計(jì)精度以消除其理理論設(shè)計(jì)誤差是非常必要的。,成形車刀廓形的精確設(shè)計(jì)，不僅與刀具的進(jìn)給方向有關(guān)，而且與其安裝形式有關(guān)。正裝成形車刀包括徑向進(jìn)給成形車刀，它是斜裝成形車刀的一種特殊形式（斜裝刀既可徑向進(jìn)給又可斜向進(jìn)給），垂直90安裝的成形車刀一般均采用軸向進(jìn)刀。因此對(duì)成形車刀精確設(shè)計(jì)公式的推導(dǎo)將從斜裝和垂直90安裝的成形車刀出發(fā)進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算。,1.成形車刀造型原理,以棱體成形車刀加工錐形零件為例來(lái)分析其造型原理，棱體成形車刀的加工如圖11所示。錐體零件除母線1-3為直線外，其他均為曲線。刀具因有前角，其前刀面與錐體零件表面的交線1-
13、2就是刀具的真實(shí)廓形。顯然，刀具的刃形1-2不是錐體零件的直母線，而是曲線。近似設(shè)計(jì)法就是將刀刃曲線1-2上的1、2兩點(diǎn)連成直線來(lái)近似作為刀具的設(shè)計(jì)廓形，因而產(chǎn)生了較大的雙曲線加工誤差。有兩種減少或避免這種雙曲線加工誤差的方法：一是使用前角的刀具；另一種是采用帶有前刃面?zhèn)认騼A角的刀具。由圖11可知，對(duì)于由一段錐面構(gòu)成的工件，當(dāng)時(shí)，刀刃即與工件圓錐體母線重合；,當(dāng)?shù)毒咔暗睹鎮(zhèn)热袃A角角使2點(diǎn)抬高到3點(diǎn)時(shí)，刀刃已與工件圓錐體的母線重合成為直線。對(duì)于棱體成形車刀來(lái)說(shuō)，完全消除了雙曲線加工誤差（兩段及兩端以上的錐面則無(wú)效），但對(duì)于圓錐體成形車刀，由于刀具本身雙曲線誤差的存在，仍不能完全消除雙曲線誤差。且
14、前角為零刀具的切削性能極差，采用帶有前刀面?zhèn)认騼A角的刀具，其設(shè)計(jì)、制造及重磨均麻煩。因此，只有采用精確設(shè)計(jì)以消除其理論設(shè)計(jì)誤差，正確求出刀具前刀面與工件表面廓形的交線1-2作為刀具的廓形才是解決問(wèn)題的根本所在。,2.斜裝成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),1.斜裝成形車刀刀刃方程求解 2.斜裝棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 3.斜裝圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 4.實(shí)例計(jì)算,（1）斜裝成形車刀刀刃方程求解 無(wú)論是棱體還是圓體成形車刀，其刀刃的方程均是相同的，刀刃方程都是由刀具的前刀面（一般為平面）與回轉(zhuǎn)體零件外圓表面的交線求得。為了求出刀刃廓形取與工件相連的坐標(biāo)系為，如圖12所示，則被加工工件回轉(zhuǎn)表面的參數(shù)方程為
15、 （1） 式中 垂直于工件軸線的任意剖面中工件回轉(zhuǎn)表面的半徑。,,,,,設(shè)車刀刀刃上的基準(zhǔn)點(diǎn)1在工件小端半徑處，其名義前、后角分別為、。建立坐標(biāo)系和，取坐標(biāo)原點(diǎn)與均在刀刃的基準(zhǔn)點(diǎn)1上，取軸與軸重合，且、與棱體刀的夾持定位基準(zhǔn)面或圓體刀的軸線平行。取、分別在過(guò)1點(diǎn)處刀具的基面和前刀面上，刀具斜裝角，如圖12 所示。,則由坐標(biāo)系到系的變換表示為 所以 （） 由系到系的變換式為,,,,,,因?yàn)椋ǎ?由式（1）、式（2）、式（3）聯(lián)解即可求得工件廓形在系中的方程，令，得前刀面與工件廓形的交線即刀具的刃形方程，將代入式（3）并由式（1）、式（2）聯(lián)解化簡(jiǎn)得 （） 由
16、圖13知，無(wú)論是棱體還是圓體成形車刀，其基面上與棱體刀夾持定位基準(zhǔn)面（或圓體刀軸線）平行的直線上的任意一點(diǎn)到前刀面上的垂直距離都是相等的，即。故成形車刀的名義前角與進(jìn)給剖面前角的關(guān)系可由圖13求出，,,即 而在 中 故,,,,,,將此式代入式（4）化簡(jiǎn)得 （5） 取一系列值并計(jì)算其相應(yīng)的半徑代入式（5）求出相應(yīng)的，代入式（1）、式（2）、式（3）即可求出斜裝角的成形車刀前刀面上的刃形方程。,,,,,,,,,（2）斜裝棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),為制造和測(cè)量方便，棱體成形車刀的廓形是用其后刀面的法剖面面內(nèi)的刃形來(lái)表示的。為了求出棱體后刀面的法剖面廓形，引用坐標(biāo)系，取軸與軸重合，取軸的方向?yàn)榈毒吆蟮?/p>
17、面母線的方向，如圖12（a）所示，則由系到系的變換式為,,所以 （6） 棱體成形車刀的發(fā)向截形是切削刃在后刀面的法剖面上的投影，故其法剖面截形方程為（因?yàn)椋?,,,,由式（1）、式（2）、式（3）、式（5）、式（7）聯(lián)解即可精確計(jì)算出斜裝棱體成形車刀的法向廓形。 令，由式（1）、式（2）、式（3）、式（5）令 、由式（1）、式（2）、式（3）、式（5）、式（7）聯(lián)解并化簡(jiǎn)得（當(dāng)時(shí) ） （8）,,,,）,上式即為普通正裝棱體成形車刀廓形的精確設(shè)計(jì)公式。由上式可以看出，刀刃廓形是一曲線而不是直線。從上面的推導(dǎo)可看出正裝棱體成形車刀實(shí)際上是斜裝棱體成形車刀的一種特殊形式。如果取刀具斜裝的角等于錐形零
18、件的半錐角，如圖14所示，則，由式（2）知：，將其代入式（5）得，將代入式（1）、式（2）、式（3）、式（7），得此式刀具的法向截形方程為 （9）,,由式（9）不難看出，此時(shí)刀具的刃形就是工件的圓錐直母線（如圖14）。因此，從上面的推導(dǎo)可得出如下結(jié)論：對(duì)于加工由一段錐面構(gòu)成的錐形零件時(shí)，當(dāng)棱體成形車刀斜裝的角度正好等于錐形零件的半錐角時(shí)，則刀具的廓形就是工件的圓錐直母線，這一結(jié)論對(duì)于精確設(shè)計(jì)加工由一段錐面構(gòu)成的錐形零件的斜裝棱體成形車刀很有意義。以上結(jié)論對(duì)于斜裝圓錐體成形車刀亦同樣適應(yīng)。前面我們討論過(guò)，采用前角為零或前刀面?zhèn)认騼A角的刀具加工，圓體刀仍不能完全消除雙曲線誤差，但以上結(jié)論對(duì)于斜裝圓
19、體成形車刀則完全消除了雙曲線誤差。,（3）斜裝圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),圓體成形車刀盡管有著可重磨次數(shù)多、制造方便、且可用于內(nèi)、外成型表面的加工等特點(diǎn)，但由于近似設(shè)計(jì)法誤差太大而極大地限制了它的應(yīng)用，因此對(duì)圓體成形車刀的精確設(shè)計(jì)尤為必要。為制造和測(cè)量方便，圓體成形車刀的廓形是用其軸剖面內(nèi)刃形來(lái)表示的。設(shè)刀具與工件的相互位置如圖12（b）所示，設(shè)在基準(zhǔn)點(diǎn)1處刀具的半徑為，刀具軸線與工件軸線的夾角為，即刀具斜裝角。為求出圓體刀軸剖面廓形，引用定坐標(biāo)系和與刀具軸線相聯(lián)的回轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，取坐標(biāo)原點(diǎn)與重合且均在刀具的軸線上，、、軸分別與系的、、三軸平行，坐標(biāo)系的位置由回轉(zhuǎn)角確定，若為變量，則將繞刀具的軸線回
20、轉(zhuǎn)。由坐標(biāo)系到系的變換式為,,所以 （10） 由坐標(biāo)系到系的變換式為 所以 （11）,,,,由式（10）、式（11）聯(lián)解可得圓體成形車刀前刀面繞刀軸線回轉(zhuǎn)一圈的回轉(zhuǎn)表面方程，令可得刀具軸剖面與刀具回轉(zhuǎn)表面的交線，即刀具的軸向截形。令（） 由式（10）、式（11）化簡(jiǎn)得 （12）,,,,如果由前面推導(dǎo)的式子求出了前刀面上的一系列刃形坐標(biāo)、，將其代入上式即可求出斜裝圓體成形車刀的軸剖面截形。如果令（當(dāng)時(shí)，），則由式（1）、式（2）、式（3）、式（5）聯(lián)解并化簡(jiǎn)得 上式即為普通正裝圓體成形車刀前刀面刃形的精確設(shè)計(jì)公式。取一系列值并計(jì)算其相應(yīng)的值，由式（12）、式（13）即
21、可求出正裝圓體成形車刀（即角為零）的軸剖面截 形,,4實(shí)例計(jì)算,設(shè)工件尺寸如圖15所示。這里僅取5個(gè)點(diǎn)進(jìn)行示范計(jì)算，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)1-3段計(jì)算應(yīng)不少于15個(gè)點(diǎn)，以便精確確定對(duì)應(yīng)的這段刃形曲線。設(shè)斜裝成形車刀的斜裝角，棱體刀的名義前后角分別為、，圓體刀名義前后角分別為、，對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)點(diǎn)1處的圓體刀半徑，則其計(jì)算過(guò)程和數(shù)據(jù)如表1、表2所示。,,,,,,,,,,,,,,,,3.軸向成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),軸向成形車刀刀刃方程求解 軸向棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì) 軸向圓體成形車刀廓形精確設(shè) 實(shí)例計(jì)算,（1）軸向成形車刀刀刃方程求解,成形車刀廓形設(shè)計(jì)是根據(jù)工件的廓形求出刀具所需要的相應(yīng)廓形。由圖5知，工件的軸剖面
22、截形為1-2-3-4，車刀因有前角（軸向成形車刀的名義前后角就是基準(zhǔn)點(diǎn)處刀具進(jìn)給剖面的前后角，故也可用表示），則車刀前刀面與工件端面廓形的交線即為刀刃廓形。為了求出刀刃廓形，取與工件相聯(lián)的坐標(biāo)系為，則被加工工件回轉(zhuǎn)表面的參數(shù)方程為 ：,,14）,式中--垂直與工件軸線的任意剖面中工件回轉(zhuǎn)表面的半徑。 設(shè)車刀刀刃上的基準(zhǔn)點(diǎn)1在工件大端半徑處，建立坐標(biāo)系。取原點(diǎn)在刀刃基準(zhǔn)點(diǎn)1上，取軸在車刀前刀面上，軸與重合，如圖16所示。,,,由坐標(biāo)系到的變換式為,,,,所以,,15）,上式即為工件廓形在 系中的方程，另 即可求得前刀面與工件廓形的交線方程， 入式（15）并化簡(jiǎn)，得刀刃方程為 取一x系列值
23、并計(jì)算其相應(yīng)的半徑，代入式（16）即可求出車刀刀刃上組成的系列坐標(biāo)點(diǎn)。,,,,,（16）,（2）軸向棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),為了求出棱體成形車刀的法剖面廓形，引用坐標(biāo)系 ,設(shè)坐標(biāo)原點(diǎn) 與 重合， 軸的方向?yàn)榈毒吆竺婺妇€的方向， 軸與 軸同向，則 與 系到系的變換式為,,,,,,,,所以 當(dāng)時(shí)，刀刃上各點(diǎn)在系中的坐標(biāo)為 棱體成形車刀后刀面法向廓形將是切削刃在平面上的投影，故其 面上的廓形可用下式計(jì)算 由式（14）、式（16）、式（19）聯(lián)解即可精確計(jì)算出軸向棱體成形車刀的法剖面廓形。,,,（18）,,,（18）,（18）,（17）,（3）軸向圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì)
24、,為了求出軸向圓體成形車刀的軸剖面截形，設(shè)園體刀對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)1處的刀具半徑為R ，引用定坐標(biāo)系 ,設(shè) 軸與圓體刀軸線重合， 軸與刀具的前刀面平行，取與刀具軸線相聯(lián)的回轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 ,坐標(biāo)系的位置由回轉(zhuǎn)角 確定，若為變量，則將繞刀軸線回轉(zhuǎn)。則坐標(biāo)系與到的變換式為,,,,,,,,,,,所以 由與系到系的變換式為,,（20）,,,,因此,,（21）,將式（20）代入式（21）并令，即可求得軸向圓體成形車刀的軸向截形。令，化簡(jiǎn)得,,,（22）,（）實(shí)例計(jì)算,設(shè)工件尺寸如圖17所示，這里僅僅取4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行示范計(jì)算。設(shè)軸向成形車刀的名義前后角分別為、，對(duì)應(yīng)基準(zhǔn)點(diǎn)1處圓體刀的半徑R=55mm，則其
25、計(jì)算過(guò)程和計(jì)算數(shù)據(jù)如表3、表4所示。,,,,,以上精確計(jì)算出來(lái)的刀刃曲線的坐標(biāo)點(diǎn)，在高精度的工具曲線磨床上加工可以達(dá)到很高的精度，但對(duì)于目前一般廠家的設(shè)備來(lái)說(shuō)仍然難以實(shí)現(xiàn)，因其制造、測(cè)量和檢驗(yàn)均不是十分方便。因此，還可進(jìn)一步求出其最佳擬合直線或圓弧共制造和測(cè)量用,4.零度前角成形車刀廓形形精確設(shè)計(jì),軸向成形車刀刀刃方程求解 軸向棱體成形車刀廓形精確設(shè) 軸向圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),,（1）零前角棱體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),,（24）,（2）零前角圓體成形車刀廓形精確設(shè)計(jì),,,,,（3）實(shí)例計(jì)算,,以上提出的零前角成形成形車刀廓形精確設(shè)計(jì)方法，靠安裝產(chǎn)生刀具的工作前后角，使得刀具刃形的精確計(jì)算變得簡(jiǎn)單實(shí)用，該方法適用于在實(shí)際工作中使用。,謝謝大家！,
成型車刀的設(shè)計(jì)與計(jì)算.ppt
