水平回转成形车刀的参数计算
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°。
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 图2
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)。
3车刀参数计算方法
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
点I处的进给前角为gfi=arcsinCB/ri
CI与X轴的夹角为∠CID=gf-gfi DI=ricos∠CID
工件上点I的坐标值为{Xi=DI-ra
Zi=risin∠CID
Yi=工件轴向尺寸 图3
刀具上点I的参数计算
如图4所示,刀具上点I的坐标为{
Li=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
gnl=arctanNi/Li 图4
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。
图5
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