一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法及車刀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法及車刀，首先加工好待制作的車刀的棱柱形刀體；對刀體各平面進行熱處理并磨平各平面；在刀體底部加工燕尾槽，通過車刀上的燕尾槽將刀體通過雙向刃磨夾具固定；使刀體的后刀面和線切割機床床面的垂直方向成(γfe+αf)角度；針對所需加工的工件，采用廓形追蹤法獲取工件表面形狀數(shù)據(jù)；采用線切割方式，利用廓形追蹤法獲取工件表面形狀數(shù)據(jù)作為機床床面的運動軌跡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，完成整個車刀的制作。本發(fā)明的有益效果是消除了幾何誤差與雙曲線誤差。
【專利說明】—種精密切向進給棱體成形車刀制作方法及車刀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于車刀制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法及車刀。

【背景技術(shù)】
[0002]目前在設(shè)計成形車刀廓形時，通常使用直線或者圓弧來擬合車刀真實切削刃的廓形，這就使得設(shè)計成形車刀廓形時存在幾何誤差。
[0003]用前角大于零度的成形車刀加工圓錐面時，由于車刀前刀面不在工件軸向剖面內(nèi)，使得前刀面與工件錐體表面的交線為雙曲線，若要加工出正確的錐形，車刀刃形必須磨成對應的雙曲線，而為了制造和刃磨方便，車刀切削刃大多做成直線形，這樣加工出來的圓錐面就存在雙曲線誤差。由于圓體成形車刀本身也是一個圓錐體，刀具前角大于零時，其前刀面和車刀錐體面的交線便已是外凸的雙曲線，所以圓體成形車刀相比棱體成形車刀在工件上要切去更多一層金屬，這就產(chǎn)生了第二類雙曲線誤差。
[0004]再者，大多數(shù)成形車刀設(shè)計成徑向成形車刀，由于刀刃長，加工時徑向力大，振動大，從而導致加工精度低。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有圓體成形車刀存在設(shè)計幾何誤差，加工圓錐面雙曲線誤差以及加工振動大等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法，解決了現(xiàn)有的成形車刀加工圓錐形工件時存在的幾何誤差，雙曲線誤差的問題。
[0007]本發(fā)明的另一個目的是提供一種精密切向進給棱體成形車刀。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進行:
[0009]步驟1:加工好待制作的車刀的棱柱形刀體；
[0010]步驟2:對刀體各平面進行熱處理并磨平各平面；
[0011]步驟3:在刀體底部加工燕尾槽，通過車刀上的燕尾槽將刀體通過雙向刃磨夾具固定；
[0012]步驟4:使刀體的后刀面和線切割機床床面的垂直方向成Ufe+af)角度；
[0013]步驟5:針對所需加工的工件，采用廓形追蹤法獲取工件表面形狀數(shù)據(jù)；
[0014]步驟6:采用線切割方式，利用廓形追蹤法獲取工件表面形狀數(shù)據(jù)作為機床床面的運動軌跡切割出所要求的后刀面廓形；
[0015]步驟7:按照切削刃需要的角度，在前刀面上切割出(Yf+af)角，完成整個車刀的制作。
[0016]進一步，所述廓形追蹤法為:用成形車刀前刀面截取工件回轉(zhuǎn)面，所得截交線為車刀刀刃廓形。對于棱體成形車刀，刀刃廓形沿后刀面方向拉伸的曲面為刀具成形柱面，刀具成形柱面在后刀面的法剖面內(nèi)的截面曲線就是追蹤所求的刀具廓形；對于圓體成形車刀，刀刃廓形繞刀具軸心線旋轉(zhuǎn)可獲得刀具成形回轉(zhuǎn)面，刀具成形回轉(zhuǎn)面沿軸向剖面可獲得追蹤所求的刀具廓形。
[0017]采用本發(fā)明方法制作的車刀，包括車刀本體，車刀本體的后刀面依次由第一平面、斜面、第二平面和凸起排列組成，后刀面的邊緣輪廓構(gòu)成一個梯形，Yf為切削刃的前角，af為切削刃的后角，車刀本體底部為燕尾槽的形狀，燕尾槽兩側(cè)面與水平面夾角為60°。
[0018]本發(fā)明的有益效果是消除了幾何誤差與雙曲線誤差。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明方法制作的車刀輪廓形狀示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明方法制作的車刀輪廓形狀主視圖；
[0021]圖3是本發(fā)明方法制作的車刀輪廓形狀俯視圖；
[0022]圖4為棱體成形車刀線切割時裝夾示意圖。
[0023]圖中，1.刀體，2.切削刃，3.工件，4.燕尾槽，5.鑰絲，6.床面，7.第一平面，8.斜面，9.第二平面，10.凸起。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0025]如圖1所示，采用廓形追蹤法獲取本發(fā)明的切削刃2，這樣就消除了傳統(tǒng)設(shè)計方法存在的幾何誤差與加工錐面時出現(xiàn)的雙曲線誤差。本發(fā)明的裝夾部位為燕尾槽4，簡單通用，便于實現(xiàn)標準化。本發(fā)明車削回轉(zhuǎn)成形表面示意圖如圖1所示。本發(fā)明是沿工件3切線方向f進給的，V為工件3回轉(zhuǎn)速度，、與Cif分別為本發(fā)明的名義前后角。由于切削刃2與工件3端面偏斜角度λ，故切削刃2是逐漸切入工件3的，只有切削刃2上最后一點通過工件3的軸向鉛垂面后，工件3成形表面才被加工完成。顯然，與徑向成形車刀相比，它的的切削力小且工作過程比較平穩(wěn)。如圖2所示為一加工成型的車刀輪廓。如圖3所示，本切向成形車刀的有合適的長度a2，這有利于增加刀具的重磨次數(shù)，提高刀具的使用壽命。
[0026]本發(fā)明采用線切割制造刀具。如圖4所示，采用線切割前，須先加工好棱柱型刀體I和燕尾槽4，經(jīng)熱處理并磨平各面，再以刀具上的燕尾槽4通過雙向刃磨夾具固定刀體1，使刀體I的后刀面和線切割機床床面6的垂直方向成(Yfe+af)角度，線切割機床需要鑰絲5有較大的偏角(Yfe+Cif)，使鑰絲5與后刀面平行。用這樣的幾何關(guān)系安裝，與后刀面成[90° -(YfJdf)]角度的輔助平面A' -A'就和床面6平行了。此時已將輔助平面k' -K'同線切割機床的床面6相平行，由于輔助平面A' -K'上的廓形與工件3廓形相同，針對不同所需加工的工件3，采用廓形追蹤法獲取工件3表面形狀數(shù)據(jù)，在進行線切割的程序編制時，就可以直接用工件3的廓形的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)機床床面6的運動軌跡，切割出所要求的后刀面廓形。最后再在前刀面上切割出(Yf+af)角來，這樣就將成形車刀制造出來了。
[0027]廓形追蹤法:用成形車刀前刀面截取工件3回轉(zhuǎn)面，所得截交線為車刀刀刃廓形。對于棱體成形車刀，刀刃廓形沿后刀面方向拉伸的曲面為刀具成形柱面，刀具成形柱面在后刀面的法剖面內(nèi)的截面曲線就是追蹤所求的刀具廓形。對于圓體成形車刀，刀刃廓形繞刀具軸心線旋轉(zhuǎn)可獲得刀具成形回轉(zhuǎn)面。刀具成形回轉(zhuǎn)面沿軸向剖面可獲得追蹤所求的刀具廓形。
[0028]本發(fā)明方法制作的車刀，如圖1所示包括車刀本體1，車刀本體I的后刀面依次由第一平面7、斜面8、第二平面9和凸起10排列組成，后刀面的邊緣輪廓構(gòu)成一個梯形，Y f為切削刃2的前角，a f為切削刃2的后角，車刀本體I底部為燕尾槽4的形狀，燕尾槽4兩側(cè)面與水平面夾角為60°。
[0029]本發(fā)明方法制作的車刀消除了雙曲線誤差和解決了實際加工中徑向力大，振動大等問題。保證了較高的加工精度。
[0030]以上所述僅是對本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改，等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法，其特征在于按照以下步驟進行: 步驟1:加工好待制作的車刀的棱柱形刀體(1)； 步驟2:對刀體(1)各平面進行熱處理并磨平各平面； 步驟3:在刀體(1)底部加工燕尾槽(4)，通過車刀上的燕尾槽(4)將刀體(1)通過雙向刃磨夾具固定； 步驟4:使刀體(1)的后刀面和線切割機床床面(6)的垂直方向成(Yfe+af)角度； 步驟5:針對所需加工的工件(3)，采用廓形追蹤法獲取工件(3)表面形狀數(shù)據(jù)； 步驟6:采用線切割方式，利用廓形追蹤法獲取工件(3)表面形狀數(shù)據(jù)作為機床床面(6)的運動軌跡切割出所要求的后刀面廓形； 步驟7:按照切削刃(2)需要的角度，在前刀面上切割出(Yf+af)角，完成整個車刀的制作。
2.按照權(quán)利要求1所述一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法，其特征在于:所述廓形追蹤法為: 用成形車刀前刀面截取工件(3)回轉(zhuǎn)面，所得截交線為車刀刀刃廓形，對于棱體成形車刀，刀刃廓形沿后刀面方向拉伸的曲面為刀具成形柱面，刀具成形柱面在后刀面的法剖面內(nèi)的截面曲線就是追蹤所求的刀具廓形，對于圓體成形車刀，刀刃廓形繞刀具軸心線旋轉(zhuǎn)可獲得刀具成形回轉(zhuǎn)面，刀具成形回轉(zhuǎn)面沿軸向剖面可獲得追蹤所求的刀具廓形。
3.按照權(quán)利要求1所述一種精密切向進給棱體成形車刀制作方法加工的車刀，其特征在于:包括車刀本體(1)，車刀本體(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)排列組成，后刀面的邊緣輪廓構(gòu)成一個梯形，、為切削刃(2)的前角，af為切削刃(2)的后角，車刀本體(1)底部為燕尾槽(4)的形狀，燕尾槽(4)兩側(cè)面與水平面夾角為60°。
【文檔編號】B23P15/30GK104308484SQ201410545086
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月15日
【發(fā)明者】楊軍, 羅金瑞, 桂鵬 申請人:湖南大學