CN104308484A - 一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法及车刀 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法及车刀，首先加工好待制作的车刀的棱柱形刀体；对刀体各平面进行热处理并磨平各平面；在刀体底部加工燕尾槽，通过车刀上的燕尾槽将刀体通过双向刃磨夹具固定；使刀体的后刀面和线切割机床床面的垂直方向成(γfe+αf)角度；针对所需加工的工件，采用廓形追踪法获取工件表面形状数据；采用线切割方式，利用廓形追踪法获取工件表面形状数据作为机床床面的运动轨迹切割出所要求的后刀面廓形；按照切削刃需要的角度，在前刀面上切割出(γf+αf)角，完成整个车刀的制作。本发明的有益效果是消除了几何误差与双曲线误差。
Description
技术领域
本发明属于车刀制造技术领域，涉及一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法及车刀。
背景技术
目前在设计成形车刀廓形时，通常使用直线或者圆弧来拟合车刀真实切削刃的廓形，这就使得设计成形车刀廓形时存在几何误差。
用前角大于零度的成形车刀加工圆锥面时，由于车刀前刀面不在工件轴向剖面内，使得前刀面与工件锥体表面的交线为双曲线，若要加工出正确的锥形，车刀刃形必须磨成对应的双曲线，而为了制造和刃磨方便，车刀切削刃大多做成直线形，这样加工出来的圆锥面就存在双曲线误差。由于圆体成形车刀本身也是一个圆锥体，刀具前角大于零时，其前刀面和车刀锥体面的交线便已是外凸的双曲线，所以圆体成形车刀相比棱体成形车刀在工件上要切去更多一层金属，这就产生了第二类双曲线误差。
再者，大多数成形车刀设计成径向成形车刀，由于刀刃长，加工时径向力大，振动大，从而导致加工精度低。
综上所述，现有圆体成形车刀存在设计几何误差，加工圆锥面双曲线误差以及加工振动大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法，解决了现有的成形车刀加工圆锥形工件时存在的几何误差，双曲线误差的问题。
本发明的另一个目的是提供一种精密切向进给棱体成形车刀。
本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：
步骤1：加工好待制作的车刀的棱柱形刀体；
步骤2：对刀体各平面进行热处理并磨平各平面；
步骤3：在刀体底部加工燕尾槽，通过车刀上的燕尾槽将刀体通过双向刃磨夹具固定；
步骤4：使刀体的后刀面和线切割机床床面的垂直方向成(γfe+αf)角度；
步骤5：针对所需加工的工件，采用廓形追踪法获取工件表面形状数据；
步骤6：采用线切割方式，利用廓形追踪法获取工件表面形状数据作为机床床面的运动轨迹切割出所要求的后刀面廓形；
步骤7：按照切削刃需要的角度，在前刀面上切割出(γf+αf)角，完成整个车刀的制作。
进一步，所述廓形追踪法为：用成形车刀前刀面截取工件回转面，所得截交线为车刀刀刃廓形。对于棱体成形车刀，刀刃廓形沿后刀面方向拉伸的曲面为刀具成形柱面，刀具成形柱面在后刀面的法剖面内的截面曲线就是追踪所求的刀具廓形；对于圆体成形车刀，刀刃廓形绕刀具轴心线旋转可获得刀具成形回转面，刀具成形回转面沿轴向剖面可获得追踪所求的刀具廓形。
采用本发明方法制作的车刀，包括车刀本体，车刀本体的后刀面依次由第一平面、斜面、第二平面和凸起排列组成，后刀面的边缘轮廓构成一个梯形，γf为切削刃的前角，αf为切削刃的后角，车刀本体底部为燕尾槽的形状，燕尾槽两侧面与水平面夹角为60°。
本发明的有益效果是消除了几何误差与双曲线误差。
附图说明
图1是本发明方法制作的车刀轮廓形状示意图；
图2是本发明方法制作的车刀轮廓形状主视图；
图3是本发明方法制作的车刀轮廓形状俯视图；
图4为棱体成形车刀线切割时装夹示意图。
图中，1.刀体，2.切削刃，3.工件，4.燕尾槽，5.钼丝，6.床面，7.第一平面，8.斜面，9.第二平面，10.凸起。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1所示，采用廓形追踪法获取本发明的切削刃2，这样就消除了传统设计方法存在的几何误差与加工锥面时出现的双曲线误差。本发明的装夹部位为燕尾槽4，简单通用，便于实现标准化。本发明车削回转成形表面示意图如图1所示。本发明是沿工件3切线方向f进给的，v为工件3回转速度，γf与αf分别为本发明的名义前后角。由于切削刃2与工件3端面偏斜角度λ，故切削刃2是逐渐切入工件3的，只有切削刃2上最后一点通过工件3的轴向铅垂面后，工件3成形表面才被加工完成。显然，与径向成形车刀相比，它的的切削力小且工作过程比较平稳。如图2所示为一加工成型的车刀轮廓。如图3所示，本切向成形车刀的有合适的长度a2，这有利于增加刀具的重磨次数，提高刀具的使用寿命。
本发明采用线切割制造刀具。如图4所示，采用线切割前，须先加工好棱柱型刀体1和燕尾槽4，经热处理并磨平各面，再以刀具上的燕尾槽4通过双向刃磨夹具固定刀体1，使刀体1的后刀面和线切割机床床面6的垂直方向成(γfe+αf)角度，线切割机床需要钼丝5有较大的偏角(γfe+αf)，使钼丝5与后刀面平行。用这样的几何关系安装，与后刀面成[90°-(γfe+αf)]角度的辅助平面A′-A′就和床面6平行了。此时已将辅助平面A′-A′同线切割机床的床面6相平行，由于辅助平面A′-A′上的廓形与工件3廓形相同，针对不同所需加工的工件3，采用廓形追踪法获取工件3表面形状数据，在进行线切割的程序编制时，就可以直接用工件3的廓形的数据来实现机床床面6的运动轨迹，切割出所要求的后刀面廓形。最后再在前刀面上切割出(γf+αf)角来，这样就将成形车刀制造出来了。
廓形追踪法：用成形车刀前刀面截取工件3回转面,所得截交线为车刀刀刃廓形。对于棱体成形车刀，刀刃廓形沿后刀面方向拉伸的曲面为刀具成形柱面,刀具成形柱面在后刀面的法剖面内的截面曲线就是追踪所求的刀具廓形。对于圆体成形车刀,刀刃廓形绕刀具轴心线旋转可获得刀具成形回转面。刀具成形回转面沿轴向剖面可获得追踪所求的刀具廓形。
本发明方法制作的车刀，如图1所示包括车刀本体1，车刀本体1的后刀面依次由第一平面7、斜面8、第二平面9和凸起10排列组成，后刀面的边缘轮廓构成一个梯形，γf为切削刃2的前角，αf为切削刃2的后角，车刀本体1底部为燕尾槽4的形状，燕尾槽4两侧面与水平面夹角为60°。
本发明方法制作的车刀消除了双曲线误差和解决了实际加工中径向力大，振动大等问题。保证了较高的加工精度。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法，其特征在于按照以下步骤进行：
步骤1：加工好待制作的车刀的棱柱形刀体(1)；
步骤2：对刀体(1)各平面进行热处理并磨平各平面；
步骤3：在刀体(1)底部加工燕尾槽(4)，通过车刀上的燕尾槽(4)将刀体(1)通过双向刃磨夹具固定；
步骤4：使刀体(1)的后刀面和线切割机床床面(6)的垂直方向成(γfe+αf)角度；
步骤5：针对所需加工的工件(3)，采用廓形追踪法获取工件(3)表面形状数据；
步骤6：采用线切割方式，利用廓形追踪法获取工件(3)表面形状数据作为机床床面(6)的运动轨迹切割出所要求的后刀面廓形；
步骤7：按照切削刃(2)需要的角度，在前刀面上切割出(γf+αf)角，完成整个车刀的制作。
2.按照权利要求1所述一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法，其特征在于：所述廓形追踪法为：
用成形车刀前刀面截取工件(3)回转面，所得截交线为车刀刀刃廓形，对于棱体成形车刀，刀刃廓形沿后刀面方向拉伸的曲面为刀具成形柱面，刀具成形柱面在后刀面的法剖面内的截面曲线就是追踪所求的刀具廓形，对于圆体成形车刀，刀刃廓形绕刀具轴心线旋转可获得刀具成形回转面，刀具成形回转面沿轴向剖面可获得追踪所求的刀具廓形。
3.按照权利要求1所述一种精密切向进给棱体成形车刀制作方法加工的车刀，其特征在于：包括车刀本体(1)，车刀本体(1)的后刀面依次由第一平面(7)、斜面(8)、第二平面(9)和凸起(10)排列组成，后刀面的边缘轮廓构成一个梯形，γf为切削刃(2)的前角，αf为切削刃(2)的后角，车刀本体(1)底部为燕尾槽(4)的形状，燕尾槽(4)两侧面与水平面夹角为60°。
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