成形车刀设计

2011 年第45卷NbS8成形车刀设计韩清林,尹敏哈尔滨量具刃具集团有限责任公司摘要:介绍圆片车刀的结构特性,圆片车刀对加工零件时,车刀上的前角、后角对加工出零件的影响和带来的误差,以及在这种设计中如何消除这些误差。关键词:圆片车刀;前角;后角;误差中團分类号:TG712文献标志码:B刀所开的前角,使这一变化不大的尺寸发生了更大.1引言的变化,其尺寸变化值是车刀没开前角时的几倍,这如图1所示，成形圆片车刀由于它本身结构的与所开前角的大小有关。现以图1的车刀尺寸为特殊性,在整个车刀外圆的圓周面上，可按着零件的例,对尺寸变化进行分析。外部形状设计并制作出来,用这样的车刀加工零件设工件直径φ=11.3;φ;=8.5,车刀大外圆上时,可将零件的形状在- -次切削中加工出来,提高了的刀刃距车刀圆心5. 2mm,车刀大外圆半径R=加工效率并降低了劳动强度。同时由于车刀的圆周25mm;车刀前角a= 120 ,车刀小外圆与大外圆在直上全部是零件的形状,因此车刀圆周都能在修磨后径.上的距离为1.4mm。进行切削加工，提高了车刀的使用率和降低了车刀的成本。但是,在这种车刀的设计中,如果按照零件的各部尺寸和角度,在车刀上分别给出相应的尺寸工件和角度,这样的车刀在加工外圆尺寸较多的零件时,车刀就会出现某一个或某几个尺寸达不到所要求的尺寸。为此,本文对这一问题进行了分析,找出问题产生的原因和对这种成形车刀正确的设计方法。圈2(1)车刀刀刃低于轴线时的尺寸变化如图2所示,可用勾股定理求出AC和EC的长AC= /252-5.2=√/625 -27.04= /597.96 = 24.45322EC = (25-1.4)-5.2=√556.96-27.04= /529.92 = 233.01999求出AE长为AE =AC - EC =24.42322 - 23.01999=1.43323从得出的数值中可以看出,刀刃低自身中心轴.圈1线5.2mm时,两刀刃间的实际水平距离要比在轴线时的距离1 .4mm大出0.03323mm。2问题分析(2)车刀开12°前角后的变化车刀要在有前角和后角的前提下才能进行切如图3所示,由B点作AC的垂线交于F点,设削,而成形车刀由于它本身结构的特点决定了车刀∠O'AE为r;∠0'BA为β。求得γ为要有后角，切削刃就必须低于自身的中心轴线才能siny=号=0.208满足这一条件。正是由于切削刃低于自身中心轴Y-12°线,就产生了每个刀刃之间的距离与在车刀直径上的尺寸发生了变化,即大于直径尺寸。再有,由于车中国煤化工249H∠;5YHCNMHG,用正弦定理求收稿日期:2010年5月84工具技术A_B__CsinA= sinB- sinC工件25__ 23.6_Csinp= sin0'AB sinC, 25 x sin240_ 25 x 0.40674车刀sinβ23.604-2 23.60-=0.4309β≈180 - 25931' = 15429圉4∠AO'B= 180 - 154*21' -24 = 1931'根据余弦定理求出AB边长为现由几何图形开始对车刀进行设计。如图4所c2=a2+62 - 2aceC示,已知工件大小外圆尺寸各为R和r,车刀基准cos1°31' = .9995刀刃到中心的半径尺寸为R刀,则车刀上加工工件AB =√252+23.6-2x25 x23.6x0.9965.大外圆的刀刃到中心的距离O'K需要求出,a为车= V1181.96- 180.99965刀前角,h为基准刀刃与车刀中心的距离,设0'K== /118196-1179.587γ.,∠PKO=β,∠POK=εo= V2.373根据正弦定理求出角β和ε为= 1.540454478sin( 180°-a)R。_sinA= rsin最后求出AF和BF为RI= coel12β= arcin(前sina)(1时=cs12°ε=a-β=a- arcsin( R sina)AF = ABcos12° = 1.540454478 x 0.97815 = 1.506795548在SPO'K中,由正弦定理求得PK为BF = ABsin12° = 1.540454478 x 0.20791 = 0.32027589PRBF是车刀开前角后,两刀刃间由水平线AC到ine= sin(180-a)= sinaB点的落差,AF则是A点到B的水平距离,这个距所以离要比在直径上给出的1.4mm大出0. lmm。这就.PK=Rsine(3sina是车刀切削刃低于自身轴线且开前角后在车刀半径上所产生的尺寸变化,由于这一尺寸变化,就造成了θ= arsin(4)所加工出的零件某一尺寸达不到要求,并且在零件过K点做OP的垂线交0P于D,求得KD和上反应出的尺寸变化值是所算出这个数值的2倍,PD长为因为计算出的数值是车刀半径上的差值,对工件而[ KD= PKsin(a+0)(5)言也是半径上的差值。l PD= PKcos(a+ 0)求得OD长为3车刀设计0D=Rn-PD(6)在成形车刀设计时，必须要以工件的最小直径,求得，长确定一个车刀的基准外圆,即车刀最大外圆的半径;r,=V 0D2+ KD确定刀刃与圆心的距离以及车刀的前角,然后根据将式(1)-式(6)代人上式工件各外圆尺寸和已确定的车刀各部尺寸绘制出一，。=V[Rn- PKooe(a+0)]2+[ Psin(a+0)]2个工件与车刀的几何图形,最后根据图形算出其余各车刀半径尺寸。e(nc(a+o]"[Ror i(a+o]sin=肠-2Rn Rrsine oco(a+2) +(Rrsin=)'02R.sin[ a- rsi( )sina]中国煤化工MHCN MH Gl(ino]圈32011 年第45卷咖58:平面磨床圆弧砂轮修整器的设计王奉伦哈尔滨量具刃具集团有限责任公司是所要加工工件圆弧半径的尺寸。使用时只需将金1引言刚石(笔)对正砂轮厚度的中心(可用机床的横向进我公司生产的SK系列热缩刀柄与之相配套的给手轮找正)大手轮在小于180°的 范围内进往复运热缩机有一种零件需要加工几道圆弧槽(见图1)。力。由于此工件外表面要进行镀铬处理,所以对表面粗糙度有一定要求。最初的加工方法是用成型铣刀加工这几个圆弧槽后再用人工进行砂抛,因为是圆弧槽,砂抛起来不但费时费力,而且加工质量还不理2想,镀铬后R圆弧表面仍留有砂抛痕迹。因此想到8+由大十申在平面磨床上加工,即把砂轮修整为一圆弧形状进行磨圆弧槽,要比砂抛加工的效果更为理想。50.172修整器设计173+0.2修整器如图2所示。从图中可以看出,转动大.....小副手轮14使主轴2转动,从而带动滑架3转动，使金.刚石(笔)随之转动,当金刚石(笔)尖低于主轴旋转園1中心时所修整出的砂轮圆弧为凸弧形的;当金刚石(笔)尖高于主轴旋转中心时所修整出的砂轮圆弧为为了能够使修整出的砂轮圆弧达到一定的精凹弧形的。金刚石(笔)尖到主轴旋转中心的距离就度,还应用了微调装置一螺杆5 和小手轮8、螺母.4。当R有微量不吻合时，可转动小手轮进行调整收稿日期:2010年6月金刚笔到主轴旋转中心线的距离,从而达到微调的由图可知,a取值应控制在80- 12°之间,否则相应出的尺寸为基准算出锥度大端的尺寸,最后算出锥增大的r,会失去作用，如将前角开得很大,不仅加度的半角角度,所算出的角度一定小于工件.上给出工时刀具磨损快,并且精度也失控。至此,设计过程的角度。基本完成,r,便是所求车刀半径尺寸。如工件还有在车刀设计对各部尺寸进行标注时,不要直接不同的直径,都要按此公式将车刀各半径求出。.在车刀各半径给出所求出的尺寸,应标出的是已知另外,在设计加工有锥度的车刀时，也不能在车基准半径尺寸Rr臧去所求出的车刀各半径尺寸r。.刀上给出与工件相同的锥度,否则加工出的零件也之差,这样标注比较合理,它不受车刀基准外圆尺寸保证不了锥度的要求。前面已分析过,由于车刀所变化的限制,使所求出的车刀各半径尺寸与基准外开的前角使各刀刃不在同- -水平线上,对于加工锥圆的距离保持一致。度的车刀也存在这一问题,但又与前面所不同,是在4结语同一个刀刃上出现水平落差。加工有锥度的工件，车刀的切削刃必须有角度,由于切削刃上角度的出本文对成形圆片车刀在零件加工和车刀设计中现,就使加工锥度小端的切削刃和加锥度大端的切所出现问题进行分析,并给出解决方法。经实际验削刃不在同--水平面上,即这个锥度刀刃的两端有证,用这种设计方法所设计的车刀.可满足零件加工个水平落差。加工锥工小端的刀刃高于加工锥度大工艺中国煤化工端的刀刃。因此设计加工有锥度的车刀时,要先算YHCN M H G限责任公司微分出锥度小端与车刀基准外圆的尺寸差,然后再以算量具厂,150040唔尔溪币