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成形车刀的设计、刃磨及安装

2023-07-01 理论教育版权反馈

【摘要】：由于大多数成形车刀均按径向进给设计，故又称径向成形车刀。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，所以应用较广。棱体成形车刀安装时定位基准平面与圆体成形车刀的轴线应平行于工件的轴心线。如图5－17所示，刃磨车刀时，使棱体成形车刀的前面与砂轮的工作端面平行；使圆体成形车刀的中心与砂轮的工作端面偏移hc值，hc＝Rsin。图5－17成形车刀的刃磨棱体成形车刀；圆体成形车刀

成形车刀又称样板刀，是一种高生产效率的专用工具，其刃形是根据工件的廓形设计的，主要用于大批量生产，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的成形表面。由于大多数成形车刀均按径向进给设计，故又称径向成形车刀。

与普通车刀相比，成形车刀有以下特点：

（1）生产效率高。一把成形车刀相当于多把切削刃形状不同的普通车刀组合在一起同时参加切削。利用成形车刀进行加工，一次进给便可完成零件各表面的加工。

（2）加工质量稳定。成形表面的精度与工人熟练程度无关，主要取决于刀具切削刃的制造精度，所以它可以保证被加工工件表面形状与尺寸精度的一致性和互换性。加工精度可达到IT8～IT10，表面粗糙度可达Ra6.3～3.2μm。

（3）刀具使用寿命长。由于刀具可重磨的次数多，故总的使用寿命比普通车刀长得多。

（4）刃磨简单。刀具磨钝后，只需重磨前刀面，而一般成形车刀的前刀面为平面，所以刃磨很方便。

（5）刀具制造成本高。成形车刀的刃形形状复杂，制造较麻烦，刀具成本较高，故主要用在成批大量生产中。目前在汽车、拖拉机、纺织机械等行业里应用较多。

（6）成形车刀切削刃工作长度较长，进给力大，易引起振动，因此应注意提高工艺系统刚性。

（7）进给速度应较低且均匀，切削刃应光整锋利，浇注切削液应充分等。成形车刀切削速度较低，通常切削碳钢时为20～40m／min。

一、成形车刀的种类和用途

1.按结构和形状可分为平体、棱体和圆体三种成形车刀

1）平体成形车刀

平体成形车刀如图5－15（a）所示，刀具形状和普通车刀相似，结构简单、容易制造、成本低，但可重磨次数不多，使用寿命较短，常用于加工简单的外成形表面，如车螺纹、车圆弧和铲齿等。

2）棱体成形车刀

棱体成形车刀如图5－15（b）所示，刀体呈棱柱形，刀头和刀杆分开制作，利用燕尾榫装夹在刀杆燕尾槽中，可重磨次数比平体成形车刀多，刀体刚性较好，用于加工外成形表面。

3）圆体成形车刀

圆体成形车刀如图5－15（c）所示，刀体是个带孔回转体，并磨出容屑缺口和前刀面，利用刀体内孔与刀杆连接。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，所以应用较广。但加工误差较大，加工精度不如前两种成形车刀高。

2.按进给方向可分为径向进给和切向进给成形车刀

1）径向进给成形车刀

如图5－15所示的均为径向进给成形车刀。车削时，整条切削刃沿工件径向同时切入，切削行程短，生产效率高，所以应用广泛。但当切削刃宽度较大时，径向力就会增大，容易引起振动，使加工表面的表面粗糙度增大，故不适用于加工细长和刚性差的工件。

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图5－15　径向进给成形车刀

（a）平体；（b）棱体；（c）圆体

2）径向进给成形车刀

如图5－16所示，车削时，切削刃沿工件加工表面的切线方向切入。由于切削刃相对于工件有较大的倾斜角，所以切削刃是依次先后切入和切出，始终只有一小段切削刃在工作，从而减小了切削力，切削过程比较平稳。但切削行程长，生产率低。径向进给成形车刀适于加工细长、刚性较差且廓形深度差别小的外成形表面。

二、成形车刀的安装

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图5－16　切向进给成形车刀

成形车刀的加工精度不仅取决于刀具廓形的设计和制造，而且与刀具的安装有关。安装时应注意以下几点：

（1）刀具装夹必须牢固。

（2）刀刃最外缘点（基准点）应对准工件中心。

（3）棱体成形车刀安装时定位基准平面与圆体成形车刀的轴线应平行于工件的轴心线。

（4）刀具安装后的前角和后角应符合设计所规定的大小。

三、成形车刀的刃磨

成形车刀用钝后的刃磨，一般是在万能工具磨床上用碗形砂轮沿前刀面进行的。刃磨的基本要求是保持其原始前角和后角不变。

如图5－17所示，刃磨车刀时，使棱体成形车刀的前面与砂轮的工作端面平行；使圆体成形车刀的中心与砂轮的工作端面偏移hc值，hc＝Rsin（αf＋γf）。

为检验磨出的前刀面位置是否正确，对于棱体成形车刀可测量其楔角βf值，即βf＝90°－（αf＋γf）值；对于圆体成形车刀可检验它的前面是否与端面上划出的检验圆相切，检验圆是以hc值为半径的圆。

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图5－17　成形车刀的刃磨

（a）棱体成形车刀；（b）圆体成形车刀