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[摘要] 车工一把刀，说的是车刀的几何参数对切削加工的重要性。生产中常用的车刀有轴、套类工件用车刀，螺纹车刀，成形车刀等，本文介绍了成形车刀的基本结构与轮廓设计，以帮助我们更好地解决一些实际问题并在生产实际中得到应用。
[关键词] 形车刀 结构 轮廓设计
一、成形车刀的种类和用途
成形车刀按进给方式可分为径向成形车刀、切向成形车刀和轴向成形车刀三种。
径向成形车刀按刀体形状和结构不同也分普通成形车刀、棱体成形车刀和圆体成形车刀。 普通成形车刀也称平体成形车刀，其刀体结构和普通车刀较为相似，只是切削刃有一定形状的要求，是将切削刃磨成和成形面表面轮廓素线相同的曲线形状。它制造简单，允许重磨的次数少，常用来加工简单的成形表面。棱体成形车刀由刀头和弹性刀柄两部分组成。刀头的切削刃按工件的形状在工具磨床上磨出，刀头后部的燕尾块装夹在弹性刀柄的燕尾槽中，并用紧固螺栓紧固。棱体成形刀磨损后，只需刃磨前刀面，并将刀头稍向上升即可继续使用。该车刀可以一直用到刀头无法夹持为止，其加工精度高，使用寿命长，但制造复杂，主要用于车削较大直径的成形面。圆体成形车刀做成圆轮形，在圆轮上开有缺口，从而形成前刀面和主切削刃，它允许重磨的次数较多，较易制造，常用于车削直径较小的成形面。
切向成形车刀切削刃是沿工件已加工表面的切线方向切入的，由于切削刃具有偏角，因此切削时只有一部分切削刃在工作，其切削力较小，但因切削行程长，生产效率低。主要用于轮廓形深不大的、细长的和刚度差的工作。
轴向成形车刀轴向成形车刀用以加工端面成形表面，工件回转，成形车刀做轴向进给运动。
二、成形车刀廓形设计的必要性
成形车刀的廓形设计就是根据零件的廓形来确定成形车刀所需要的相应的廓形。零件的廓形是指通过零件轴线剖面的形状的尺寸。其中包括宽度、深度、圆弧和曲线等;成形车刀的廓形是规定在与后刀面垂直的剖面内表示的。
当成形车刀的前角等于零度，其后角大于时，成形车刀的前角刀面与零件的轴线剖面重合，其两剖面中的廓形相同，但并与要求的成形车刀廓形相同，车刀的廓形小于零件的廓形深度;当前后角均大于零度时，此时车刀前刀面不再和零件的轴向剖面重合，因而车刀在前刀面上的廓形也和零件的轴向廓形不一致，这时，车刀的廓形将更小于零件的廓形深度。
成形车刀有了前角和后角后，棱体成形车刀垂直于后刀面的剖面、圆体成形车刀的轴向剖面与零件的轴向剖面重合，造成了两者廓形深度的差异。由于车刀和廓形宽度与零件上相应的廓形宽度应相等，因此要对成形车刀进行修正。
三、成形车刀廓形设计的工作准备
成形车刀廓形设计前应准做到要先分析被加工零件的廓形与加工要求;然后再选取零件形状与各尺寸变化的转折点，并以各转折点为廓形计算点，求出各转折点处的平均值;再根据情况，确定成形车刀的类型;最后选取合理的前角和后角和确定圆形成形车刀的外径。
四、各成形车刀廓形的设计分析
成形车刀廓形设计的方法有图解法和计算法两种。
1.图解法
对于棱体成形刀，其作图设计的方法与步骤为：按放大比例，用平均尺寸画出零件的主、府视图;再在府视图中找出廓形的转折点;然后作最小直径处的点在主视图中的投影点（计算基准点）;再自投影点作前角的前刀面投影线和后角的后刀面投影线;再作前刀面投影线与各转折点在廓形上的交点，即为前角面上相应刀刃点;再作各刀刃点的后刀面投影线和垂直后刀面剖面内廓形的投影图;最后在廓形图中量出计算基准点至各刀刃点和后刀面间垂直距离，即为所求棱体成形车刀的廓形深度。
圆体成形刀的作图设计首先根据后角与圆体成形车刀半径值确定圆体成形车刀中心位置;圆心至各刀刃间的距离为半径作同心圆;外圆半径与各同心圆半径之差即为所求圆体成形车刀的廓形深度。
2.计算法
计算法求成形车刀廓形时的方法和步骤为：先画出关系图，并在图中标出相应的辅助尺寸;再利用使用设计规格表所列计算公式和顺序计算出廓形深度（或计算出圆体成形车刀各刀刃点所在的半径，各半径之差即为相应的廓形深度）;根据计算所得廓形深度和取零件上相对应的宽度，画出廓形设计图。
成形车刀廓形深度和宽度的设计基准应为基准点。廓形尺寸的标注基准应取零件直径的精度最高处，如果两者不重合，应将计算尺寸换成标注尺寸。
五、成形车刀附加刀刃对廓形的影响
成形車刀切削刃的宽度主要由零件的廓形决定，并要考虑到端面的修光、倒角和预切实断等加工。因此应使成形车刀切削刃两侧超出零件的廓形宽度，该超出的部分就称为附加刀刃。
成形车刀切削刃的总宽度应为零件廓形宽度和附加刀刃的宽度之和，其最大宽度应根据加工零件、车床及刀柄的刚性来决定。通常情况下，为避免切削加工时产生振动，成形车刀切削刃总宽度不得超过零件所需加工表面最小直径的3倍，如果零件所需加工表面过宽，则应采用分段加工的方法完成。
参考文献：
1.李乡香，《看图学车刀刃磨》，化学工业出版社，2010。
2.王为键，《金属切削原理与刀具》.北京：中国劳动社会保障出版社 2008。
[关键词] 形车刀 结构 轮廓设计
一、成形车刀的种类和用途
成形车刀按进给方式可分为径向成形车刀、切向成形车刀和轴向成形车刀三种。
径向成形车刀按刀体形状和结构不同也分普通成形车刀、棱体成形车刀和圆体成形车刀。 普通成形车刀也称平体成形车刀，其刀体结构和普通车刀较为相似，只是切削刃有一定形状的要求，是将切削刃磨成和成形面表面轮廓素线相同的曲线形状。它制造简单，允许重磨的次数少，常用来加工简单的成形表面。棱体成形车刀由刀头和弹性刀柄两部分组成。刀头的切削刃按工件的形状在工具磨床上磨出，刀头后部的燕尾块装夹在弹性刀柄的燕尾槽中，并用紧固螺栓紧固。棱体成形刀磨损后，只需刃磨前刀面，并将刀头稍向上升即可继续使用。该车刀可以一直用到刀头无法夹持为止，其加工精度高，使用寿命长，但制造复杂，主要用于车削较大直径的成形面。圆体成形车刀做成圆轮形，在圆轮上开有缺口，从而形成前刀面和主切削刃，它允许重磨的次数较多，较易制造，常用于车削直径较小的成形面。
切向成形车刀切削刃是沿工件已加工表面的切线方向切入的，由于切削刃具有偏角，因此切削时只有一部分切削刃在工作，其切削力较小，但因切削行程长，生产效率低。主要用于轮廓形深不大的、细长的和刚度差的工作。
轴向成形车刀轴向成形车刀用以加工端面成形表面，工件回转，成形车刀做轴向进给运动。
二、成形车刀廓形设计的必要性
成形车刀的廓形设计就是根据零件的廓形来确定成形车刀所需要的相应的廓形。零件的廓形是指通过零件轴线剖面的形状的尺寸。其中包括宽度、深度、圆弧和曲线等;成形车刀的廓形是规定在与后刀面垂直的剖面内表示的。
当成形车刀的前角等于零度，其后角大于时，成形车刀的前角刀面与零件的轴线剖面重合，其两剖面中的廓形相同，但并与要求的成形车刀廓形相同，车刀的廓形小于零件的廓形深度;当前后角均大于零度时，此时车刀前刀面不再和零件的轴向剖面重合，因而车刀在前刀面上的廓形也和零件的轴向廓形不一致，这时，车刀的廓形将更小于零件的廓形深度。
成形车刀有了前角和后角后，棱体成形车刀垂直于后刀面的剖面、圆体成形车刀的轴向剖面与零件的轴向剖面重合，造成了两者廓形深度的差异。由于车刀和廓形宽度与零件上相应的廓形宽度应相等，因此要对成形车刀进行修正。
三、成形车刀廓形设计的工作准备
成形车刀廓形设计前应准做到要先分析被加工零件的廓形与加工要求;然后再选取零件形状与各尺寸变化的转折点，并以各转折点为廓形计算点，求出各转折点处的平均值;再根据情况，确定成形车刀的类型;最后选取合理的前角和后角和确定圆形成形车刀的外径。
四、各成形车刀廓形的设计分析
成形车刀廓形设计的方法有图解法和计算法两种。
1.图解法
对于棱体成形刀，其作图设计的方法与步骤为：按放大比例，用平均尺寸画出零件的主、府视图;再在府视图中找出廓形的转折点;然后作最小直径处的点在主视图中的投影点（计算基准点）;再自投影点作前角的前刀面投影线和后角的后刀面投影线;再作前刀面投影线与各转折点在廓形上的交点，即为前角面上相应刀刃点;再作各刀刃点的后刀面投影线和垂直后刀面剖面内廓形的投影图;最后在廓形图中量出计算基准点至各刀刃点和后刀面间垂直距离，即为所求棱体成形车刀的廓形深度。
圆体成形刀的作图设计首先根据后角与圆体成形车刀半径值确定圆体成形车刀中心位置;圆心至各刀刃间的距离为半径作同心圆;外圆半径与各同心圆半径之差即为所求圆体成形车刀的廓形深度。
2.计算法
计算法求成形车刀廓形时的方法和步骤为：先画出关系图，并在图中标出相应的辅助尺寸;再利用使用设计规格表所列计算公式和顺序计算出廓形深度（或计算出圆体成形车刀各刀刃点所在的半径，各半径之差即为相应的廓形深度）;根据计算所得廓形深度和取零件上相对应的宽度，画出廓形设计图。
成形车刀廓形深度和宽度的设计基准应为基准点。廓形尺寸的标注基准应取零件直径的精度最高处，如果两者不重合，应将计算尺寸换成标注尺寸。
五、成形车刀附加刀刃对廓形的影响
成形車刀切削刃的宽度主要由零件的廓形决定，并要考虑到端面的修光、倒角和预切实断等加工。因此应使成形车刀切削刃两侧超出零件的廓形宽度，该超出的部分就称为附加刀刃。
成形车刀切削刃的总宽度应为零件廓形宽度和附加刀刃的宽度之和，其最大宽度应根据加工零件、车床及刀柄的刚性来决定。通常情况下，为避免切削加工时产生振动，成形车刀切削刃总宽度不得超过零件所需加工表面最小直径的3倍，如果零件所需加工表面过宽，则应采用分段加工的方法完成。
参考文献：
1.李乡香，《看图学车刀刃磨》，化学工业出版社，2010。
2.王为键，《金属切削原理与刀具》.北京：中国劳动社会保障出版社 2008。