Pro/ENGINEER 在成形车刀设计与制造中的应用

利用 Pro/ENGINEER 对成形车刀进行参数化设计，以提高成形车刀的设计和制造周期。

    1 引言
    成形车刀是一种加工回转体成形表面的专用工具，它以其加工精度稳定、生产率高、刀
具使用寿命长和刃磨简便等特点广泛应用于普通车床、六角车床、自动及半自动车床以及
生产自动线上。但由于成形车刀前角和后角的原因，刀具截形与工件廓形不同，这给成形
车刀的设计和制造带来很大的困难，使得成形车刀的设计周期长，制造成本高。成形车刀
的传统设计方法有作图法和计算法，这些传统方法工作量大、计算复杂而且存在较大的廓
形误差，这些都制约着成形车刀的广泛使用。
    CAD/CAM 技术的广泛应用和一系列优秀 CAD/CAM 软件的推出，给成形车刀的设计
和制造提供了新的途径。Pro/ENGINEER 是一种被广泛应用的优秀 CAD/CAM 软件，特别
是其参数化设计方法给设计者带来了极大的方便，应用它可以大大简化成形车刀设计和
制造。
    2 成形车刀的实体模型设计
    应用 Pro/ENGINEER 可以屏蔽掉成形车刀传统设计方法中许多繁琐的步骤，以下以棱
体成形车刀为例来说明其设计方法。图 1 为被加工零件的廓形图。

图 1 被加工零件廓形图

    2.1  绘制刀具毛坯模型
    

“

使用建立实体特征命令 Solid→Protrusion→Extrude”命令，以前视图平面（Front 面）

为绘图平面，绘制出成形车刀毛坯纵向截面图，其中前刀面与水平面夹角等于刀具前角
γ（此处取刀具前角 γ 为 15°），同时使后刀面与垂直方向夹角等于刀具后角 α（此处取刀
具后角 α 为 10°），如图 2（a）所示。其余尺寸可根据实际情况确定，刀具毛坯的拉伸长
度等于工件的长度。刀具毛坯的三维模型如图 2（b）所示。