第五章-成型车刀优质PPT.ppt

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总的使用寿命长。

但是，成形车刀的设计和制造比较复杂，成本也但是，成形车刀的设计和制造比较复杂，成本也较高，一般较为适宜于大批、大量生产中使用。

较高，一般较为适宜于大批、大量生产中使用。

目前，在汽车制造厂、拖拉机制造厂及纺织机械目前，在汽车制造厂、拖拉机制造厂及纺织机械厂中使用较多。

厂中使用较多。

1.按结构和形状分类

（1）平体成形车刀（图5-1）：

它除了切削刃具有一定的形状要求外，结构上和普通车刀相同，螺纹车刀和铲齿车刀即属此种刀具。

这种车刀只能用来加工外成形表面，并且沿前刀面的可重磨次数不多。

（2）棱体成形车刀（图5-2）：

外形是棱柱体，可重磨次数比平体成形车刀多，但也只能用来加工外成形表面。

（3）圆体成形车刀（图5-3）：

外形是回转体，切削刃在圆周表面上分布，由于重磨时磨的是前刀面，故可重磨次数更多，且可用来加工内外成形表面。

这种成形车刀制造比较方便，因此一般用得较多。

（二）成形车刀的类型

（二）成形车刀的类型

（二）成形车刀的类型

（二）成形车刀的类型

（1）径向成形车刀：

（2）切削刃沿工件的半径方向切入。

（3）优点：

切削行程短，生产率较高，应用较多。

（4）缺点：

由于切削刃较宽，径向切削力较大，易引起振动而使加工表面粗糙度增大，不适于加工细长和刚度差的工件。

2.按进刀方式分类

（2）切向成形车刀：

切削刃沿工件已加工表面的切线方向切入。

优点：

因切削刃具有偏角kr，切削刃不是同时全部投入工作，是逐渐切入逐渐切出，始终只有一部分切削刃在工作，因此切削力较小，缺点：

由于切削行程长，故生产率较低。

应用：

主要适用于廓形深度不大的、细长的和刚度差的工件。

2.按进刀方式分类（3）斜向进给成形车刀：

3.其他方法分类按工作时与工件轴线的相对位置可分为：

正装的和斜装的两种（图5-1至图5-4皆为正装）。

在一般加工中，以正装的径向成形车刀用得最多，本章主要阐述这类成形车刀的结构及设计。

2.按进刀方式分类成形车刀加工时，工件的形状不仅决定于刀具的设计与制成形车刀加工时，工件的形状不仅决定于刀具的设计与制造，而且与刀具的安装有关。

造，而且与刀具的安装有关。

为了将成形车刀装夹在正确的工作位置上，需采用合适的为了将成形车刀装夹在正确的工作位置上，需采用合适的刀夹。

刀夹。

对刀夹的要求是：

保证刀具安装位置正确，夹固可靠，刚对刀夹的要求是：

保证刀具安装位置正确，夹固可靠，刚度好，并且装卸方便。

度好，并且装卸方便。

成形车刀的刀夹和装夹形式很多，现介绍常用的几种。

二、成形车刀的装夹形式二、成形车刀的装夹形式

（一）棱体成形车刀的装夹

（一）棱体成形车刀的装夹这种车刀是以燕尾的底面或与其平行的面作为定位基准装夹在刀夹的燕尾槽内（图5-5a），安装时：

1.将刀具倾斜所需的后角f；

2.使刀尖位于工件中心等高上；

3.通过夹紧螺钉将刀具装夹在正确的工作位置。

刀具下端的螺钉，可用来调整刀尖位置的高低，并可增加工作时的稳定性。

这种车刀是以圆柱孔作为定位基准而套装在刀夹上的螺杆（图5-6），车刀通过销子与齿环相连，然后与扇形板的端面齿相咬合，以使用来防止车刀工作时因受力而转动和粗调刀尖位置，扇形板与蜗杆瞄合则用于微调刀尖位置，销钉用于控制扇形板的转动范围。

安装时将刀尖调整至与工件中心等高后，锁紧螺杆上的螺母，车刀即装夹完毕。

齿环的端面齿也可直接在成形车刀端面上开出。

此外对于直径较小或切削刃宽度不大的成形车刀，也可不用齿纹，而直接依靠摩擦力来夹紧。

（二）圆体成形车刀的装夹

（二）圆体成形车刀的装夹三、成形车刀的前角和后角三、成形车刀的前角和后角

（一）成形车刀前角和后角的形成

（一）成形车刀前角和后角的形成成形车刀与其他刀具相同，应具有合理的前角和后角才能成形车刀与其他刀具相同，应具有合理的前角和后角才能有效地工作。

有效地工作。

但由于成形车刀的刃形较复杂，切削刃各段的主剖面方向皆但由于成形车刀的刃形较复杂，切削刃各段的主剖面方向皆不相同，因此不可能在切削刃各段的主剖面内磨出前、后角，不相同，因此不可能在切削刃各段的主剖面内磨出前、后角，而是在成形车刀的纵向剖面内将刀具制成一定的角度，工作而是在成形车刀的纵向剖面内将刀具制成一定的角度，工作时将刀具与工件安装成一定的位置而形成所需的前角及后角，时将刀具与工件安装成一定的位置而形成所需的前角及后角，所以成形车刀的前角及后角都是规定在刀具的纵向剖面内。

所以成形车刀的前角及后角都是规定在刀具的纵向剖面内。

如图5-7所示的棱体成形车刀，安装前在刀具纵向剖面内，将前刀面与后刀面之间的夹角作成90o-p-p。

安装时车刀倾斜p角，即形成所需的纵向前角及纵向后角。

对于圆体成形车刀（图5-8），制造时使车刀中心到前刀面的距离为：

hc=R1sin（p+p）而在安装时使车刀中心比工件中心高H的距离：

H=R1sinp并使刀尖和工件中心等高，这样就获得了所需的前角及后角。

主后角过小或为0，则会产生较大摩擦，加剧刀具磨损。

设y为切削刃上的任一点，则主后角与进给平面上的后角的关系为:

tg0y=tgfysinrysy=0时，0y与fy的关系：

由上式可以看出，主剖面内的法后角0y随ry减小而减小，当ry=0时，0y=0。

从而切削刃的后刀面与加工表面之间的摩擦就很大。

三、成形车刀的主后角三、成形车刀的主后角为此在设计时应采取必要的措施来改善这种情况，常用的措施有以下几种：

（1）在r=0的切削刃处磨出凹槽（尺寸见图2-11a），只保留一狭窄的棱面。

这种方法只能使的切削刃减短些，没有彻底解决问题。

（2）将r=0的切削刃磨出的副偏角r=2（图2-l1b）。

这种方法可使摩擦大为减小，但仍有一棱线与工件表面接触摩擦。

同时，刀具重磨后会使刀刃廓形变化。

（3）使用斜置成形车刀来改善r=0刀刃的切削状况。

（图2-11C），角度为1520，斜进给径进给均可。

（4）将圆体成形车刀各段刀刃的后刀面制成螺旋后刀面（图2-12），此时r=0的切削刃的后刀面与工件端面形成一定间隙，获得主后角。

显然，只有当f=0，f=0时，如图所示，才能使垂直成形车刀后刀面的剖面N-N与工件的轴向剖面重合，刀具廓形才等于工件廓形而无需专门设计。

但这种成形车刀因f=0而无实用意义。

一、廓形修正计算的必要性：

5-35-3成形车刀廓形修正计算成形车刀廓形修正计算当f=0，f0时，由于N-N剖面的位置随f变化而偏离工件轴向剖面，成形车刀的廓形就不同于工件的廓形，使成形车刀的廓形深度P与工件的廓形深度ap不相等，P0，f0时，前刀面随f变化不再与工件的轴向剖面重合，因而刀具在前刀面上的廓形也和工件的轴向廓形不一致。

由图可知，此时的刀具廓形深度P将更小于工件的廓形深度ap。

由于刀具有前角f和纵向后角f之后，刀具的廓形就不同于工件的廓形。

对于径向正装成形车刀，其廓形的轴向尺寸没有变化，改变的只是廓形深度，即刀具的廓形深度p将小于工件的廓形深度ap，并且f和f愈大，两者的差值也愈大。

因此为了保证成形车刀能切出正确的工件廓形，必须在设计时对刀具的廓形进行修正计算。

1.确定成形表面的组成点确定成形表面的组成点成形车刀有前角f和后角f之后，刀具廓形将不同于工件廓形。

而切削刃上各点f及f皆不相同，若按工件廓形上每点求刀具廓形上相应的点，则设计工作很麻烦。

二、成形车刀廓形设计的准备工作二、成形车刀廓形设计的准备工作为便于设计，一般只对工件廓形上有代表意义的点求出刀具廓形上相应的点，这些点称为廓形的组成点。

如工件为直线廓形，则取两端点为组成点，曲线廓形则除了两端点外，视精度要求再在中间取若干点作为组成点。

2.2.组成点的编号和尺寸标定组成点的编号和尺寸标定确定成形表面组成点后，画出工件的正视图与俯视图，将工件成形表面上的各组成点编号，然后标出各组成点的径向尺寸及轴向尺寸。

应注意，一般最好以工件上最小半径的点作为基准点（即标为1点）。

此外，径向尺寸应是各点处之平均半径（即公差带之中点的半径）。

3.3.选取纵向前角和纵向后角选取纵向前角和纵向后角根据工件材料的性质和刀具类型选取f及f，对于圆体成形车刀，尚需决定其外径d0二、成形车刀廓形设计的准备工作二、成形车刀廓形设计的准备工作注：

成形车刀的前角和后角值不仅影响刀具的切削性能，而且影响加工零件的廓形精度，因此要求在只要在制造，重磨，装刀和使用时均不可变动。

其值可参考有关设计资料选取。

由图5-7及图5-8可知，当有了纵向前角p之后，切削刃上只有最外的一点与工件的中心等高，而其他各点皆低于工件中心，从而使得这些点的切削平面和基面都不相同，前角和后角亦不相同。

离切削刃最外点愈远，其前角就愈小，后角就愈大，并且圆体成形车刀的变化较棱体的大。

一般所谓成形车刀的前角和后角，是指在刀具纵向剖面内切削刃最外一点的角度，其前角的大小可根据工件材料的性质来选择（见表5-1），后角则根据刀具类型和工作情况而定（见表5-2）二、成形车刀廓形设计的准备工作二、成形车刀廓形设计的准备工作机械加工材料机械性能纵向前角pGPa（kg/mm2）HB钢078GPa（80）5铸铁1601801018022052200青铜0黄铜H6205H681015H80H901520铝、紫铜2530铅黄铜HPb59-105铝黄铜HAl159-3-2表表5-1成形车刀前角成形车刀前角成形车刀廓形设计的方法有：

图解法、计算法和查表法。

图解法：

简单、直观，但精度不高；

计算法：

精度高，可达0.001mm甚至更高。

若辅以计算机编程运算，则甚为简便；

查表法：

简便、迅速，但精度不及计算法高。

生产中：

常用计算法和查表法，辅以图解法作校验分析用。

1.图解法图解法已知：

工件廓形、f和f。

圆体成形车刀外径D1，利用投影作图原理求出N一N剖面的刀具廓形。

（l）棱体成形车刀的图解法图解法设计棱体成形车刀廓形的方法如下：

三、廓形设计方法a.选择合适的放大比例，用平均尺寸画出工件的主、俯视图。

选定1、2、3、4点为工件廓形的组成点，并以1点为基准点。

标注好各点半径r1、r2r3=r4，轴向尺寸L2=L3、L4。

b.在主视图上自1点作与水平线倾斜f的下斜线，此线即前刀面的投影线。

它与其他组成点所在圆的交点2、3、（4）即为切削刃上各相应的组成点。

C.在主视图上自1、2、3、（4）点分别作与铅垂线夹角f的直线，分别表示切削刃上各组成点后刀面的投影线，它们之间的垂直距离p2、p3=p4；

即为各点的廓形深度。

d.由L2=L3、L4及p2、p3=p4，在N一N剖面内，作出交点2”、3”，4”，将各点按照对应工件廓形为直线的，用直线连接；

为曲线的，用光滑曲线连接，即得棱体成形车刀的廓形图。

（2）棱体成形车刀的计算法

（2）A2=r2cosf2；

（3）C2=A2-A1；

（4