金属切削原理与刀具：15 第六章 成形车刀

1、第六章 成 形 车 刀第一节 成形车刀的种类与用途第二节 成形车刀的几何角度第三节 成形车刀廓形设计第四节 成形车刀其它部分设计简介1成形车刀又称样板刀，是一种专用刀具，其刃形是根据工件要求的廓形设计的。它主要用在普通车床、六角车床、半自动及自动车床上加工内外回转体成形表面。用成形车刀加工时，工件廓形是由刀具切削刃一次切成的，同时作用切削刃长，生产率高；工件廓形由刀具截形来保证，被加工工件表面形状、尺寸一致性好，互换性高，质量稳定；加工精度可达IT9IT10，表面粗糙度可达2.510um；刀具可重磨次数多，使用寿命长。2但成形车刀的刀具廓形大多比较复杂，设计、制造比较麻烦，成本较高；由于同时作

2、用切削刃长以及其他结构因素，切削性能较差，容易产生振动，影响加工质量；使用时对安装精度的要求高，安装调整比较麻烦。多用于成形回转表面的成批、大量生产中。目前在汽车、拖拉机、纺织机械和轴承制造等行业里应用较多。 3第一节 成形车刀的种类与用途一、按成形车刀刀体形状不同分类平体形外形为平条状，只能加工外成形表面。与普通车刀相似，结构简单，容易制造，成本低。但可重磨次数不多。用于加工简单的外成形表面，如螺纹车刀和铲制成形铣刀的铲刀等。4第一节 成形车刀的种类与用途一、按成形车刀刀体形状不同分类棱 形棱柱体的刀头和刀杆分开制作，大大增加了沿前刀面的重磨次数，刀体刚性好；但比圆体成形车刀制造工艺复杂，刃

3、磨次数少，且只能加工外成形表面。5第一节 成形车刀的种类与用途一、按成形车刀刀体形状不同分类圆 形它好似由长长的棱体车刀包在一个圆柱面上而形成。刀体是一个磨出了排屑缺口和前刀面，并且带安装孔的回转体。它允许重磨的次数最多，制造也比棱体成形车刀容易，且可加工零件上的内、外成形表面。6平体形 菱形 圆形一、按成形车刀刀体形状不同分类7第一节 成形车刀的种类与用途二、按成形车刀进给方向不同分类径向进给、切向进给、斜向进给成形车刀切向进给装夹和进给均切于加工表面；切削力小，切削终了位置不影响加工精度；自动车床上加工精度较高的小尺寸零件。8第一节 成形车刀的种类与用途二、按成形车刀进给方向不同分类斜向进

4、给进给方向不垂直工件轴线；切削直角台阶表面时能形成较合理的后角。9第二节 成形车刀的几何角度一、成形车刀前角和后角的形成规定：在假定工作平面表示1. 棱形离工件中心越远，前角越小，后角越大。102. 圆形离工件中心越远，前角越小，后角越大。第二节 成形车刀的几何角度一、成形车刀前角和后角的形成11第二节 成形车刀的几何角度二、在正交平面中切削刃后角的检验检验：用上述方法在假定工作平面内确定了后角 fx 后，来检验切削刃上任一点处正交平面中后角 ox 的许可值。12改善措施（正交平面中后角 ox 过小影响正常切削）改变零件廓形刃上磨出凹槽作出侧隙角斜装成形车刀制成螺旋后刀面13第三节 成形车刀廓

5、形设计成形车刀设计的主要内容：廓形设计和刀体设计。廓形设计可用计算法、作图法，目前通过CAD更为简便和精确。刀体设计可选用厂标定型的结构及尺寸。成形车刀设计图包括廓形设计图、刀体结构尺寸图以及检测廓形用得成对样板工作图。14第三节 成形车刀廓形设计一、成形车刀廓形设计概念成形车刀廓形设计是指根据被加工零件廓形来确定刀具轮廓。零件廓形：在轴向平面上的形状(宽度、深度、角度和圆弧)成形车刀廓形：切削刃在垂直于后刀面上投影的形状。15第三节 成形车刀廓形设计菱形 圆形16第三节 成形车刀廓形设计二、成形车刀廓形设计原理作图法设计已知：零件的廓形、刀具的前角 f 和后角 f 、圆角车刀廓形的最大半径R

6、，用作图法找出切削刃在垂直于后刀面上投影。17步骤：1、在主视图上作出前刀面和后刀面的投影线；2、作出切削刃各点234(5)的后刀面投影线；3、在垂直后刀面的截面中，连接各点切削刃投影点与相等于零件廓形宽度引出线交点1”，2”，3”，4”，5”，连接各交点所形成的曲线即为成形车刀廓形。菱形 二、成形车刀廓形设计原理18步骤：1、在主视图上作出前刀面和后刀面的投影线；2、作出切削刃各点234(5)的后刀面投影线；3、在垂直后刀面的截面中，连接各点切削刃投影点与相等于零件廓形宽度引出线交点1”，2”，3”，4”，5”，连接各交点所形成的曲线即为成形车刀廓形。圆形 二、成形车刀廓形设计原理19第三节

7、 成形车刀廓形设计二、成形车刀廓形设计原理计算法设计 （廓形深度）菱形 圆形20第三节 成形车刀廓形设计三、成形车刀的附加切削刃21第四节 成形车刀其它部分设计简介一、成形车刀的装夹与结构尺寸成形车刀先装在专用刀夹上，再将刀夹固装在机床上进行工作的。成形车刀的结构尺寸棱形成形车刀的结构尺寸有高度、宽度、厚度和燕尾尺寸；圆体成形车刀的结构尺寸有外径、孔径和宽度等，只要已知工件的最大廓形深度尺寸，可以根据有关手册查阅相关结构尺寸，但成形车刀的宽度Lc需要计算。22Lc=lc+a+b+c+dlc 为工件成形表面的宽度;a 为避免切削刃太尖而附加的切削刃宽度，取25mm;b 为工件端面留出精加工余量而

8、附加的切削刃宽度，取13mm，如果端面有倒角，取1 1.5;c 为切断预加工而附加的切削刃，一般取3 8mm;d 为保证切削刃超出毛坯外圆而附加的切削刃，取0.5 2mm。23成形车刀刀体结构及组成尺寸24第四节 成形车刀其它部分设计简介二、成形车刀的样板成形车刀设计后还需要设计成形车刀的样板，一般样板设计是成对出现，一块是工作样板，用来检验成形车刀廓形，另一块是校对样板，是用于检验工作样板磨损程度。技术条件：通常用高速钢制成，整体式，热处理硬度为63 66 HRC，尺寸公差一般是廓形深度取工件公差的1/2 1/3，宽度取1/5 1/8。表面粗糙度：前刀面：Ra 0.16-0.63，侧面取 Ra 0.63-1.25，其余为 Ra 1.25-2.5。25一、选用刀具材料（根据加工材料选择）二、确定刀具几何角度（前角与后角）三、确定刀具结构尺寸（主要是最大廓深，深度确定以后可查阅相关手册）四、确定工件组成点与组成点平均尺寸五、计算刀具各点对应的廓形深度六、确定各组成点廓形的深度公差