1.用铰链式杯形刀车削圆球

图1所示为双铰链式杯形车刀，主要用来车削带柄的圆球。特点：杯形刀头采用双铰链式与刀杆连接，能自动将圆形刃口中心调整与工件中心一致的位置，从而避免了因装刀高低对所车球面圆度的影响；刀头采用杯形，能使切削时的切削力平衡，消除切削时的振动；因圆球的任意截面都是一个圆，所以一定尺寸杯形刀内径，可以车削大于杯形刀内径一定范围的圆球，其球径尺寸精度用中拖板吃刀深度来控制；刀具结构简单，操作与刃磨方便，车削效率高，车削一个几十毫米的手柄圆球，只需1min左右。

车削时，先用外圆车刀按工件球径车好外圆，并留小余量。再按球的长度用切断刀切一个槽，槽底直径约为12～18mm，与球径大小成比例。然后用切断刀把球车至大致形状，最后用铰链式杯形刀套在球坯上，用大、中拖板调整刀的纵横向位置，如图2所示，进行横向吃刀车削，直到车削至要求尺寸为止。

一般选用的刀孔直径D比工件球径d小0.5～1.5mm。此刀在车削过程中，它的工作前角γ0e为负值，所以主要用来车削脆性材料，如夹布胶木、铸铁、铸铜和胶木，也可用来车削尼龙和塑料。因为刀头材料时高速钢，切削速度vc应根据所车削的材料来选择。在车削塑料和尼龙时，应使切削温度不超过材料的软化温度（塑料为95℃、尼龙为180～220℃）。若用来车削钢球，应尽量减小余量，采用vc<5m/min，并用润滑性能好的切削油，如植物油或极压切削油等。

2.用浮动圆形刀车削内半球面

冲床、压力机等机床上的球形关节内球面的加工精度和表面质量要求较高，而且还在工件的深处，若采用一般的车削方法，难以达到质量要求，而且十分困难。若采用图3和图4所示的圆形刀片和刀杆，就可轻而易举地实现加工。

刀片材料为高速钢，经过车、铣、淬火和磨削而成。它是左右正反对称切削刃，前角γ0=0°，后角α0=8°～12°，bα=0.05～0.1mm，刀片外径d=内球面直径，前刀面宽为4～8mm，刀尖横刃很窄，刀片厚度H=4～16mm，见下表。

刀杆材料为45钢，刀杆直径d比圆形刀片直径小8～30mm，安装刀片槽的宽度h与刀片厚度H滑配合，槽深L=(1/2～1/3)d，d为刀片直径。

使用前，先用钻头钻孔，再用内孔车刀大致粗扩一下，以提高球面位置精度和减小加工余量。然后把刀杆插入车床尾座锥孔中，使圆形刀片的缺圆靠在刀杆槽底面，并使刀片在槽中能左右浮动，向前移动和紧固尾座，用手摇动尾座手轮向前进刀，直至使工件内球面达到要求深度为止。根据工件材料的不同，选用不同的切削速度vc和不同的润滑液。一般铸铁vc=10m/min左右，用煤油润滑；若是钢材vc<5m/min，用润滑性能好的植物油或极压切削油润滑。

此种刀具的特点是：刀片和刀杆的制造工艺简单，刀片采用对称式切削刃，并在刀杆中浮动，使切削力平衡，切削中无振动；工件内半球面的精度，由刀片的制造精度来保证；加工后工件表面粗糙度值可达Ra(1.6～0.8)μm；刀片的刀尖处横刃很窄，加工后的球面底部无凸凹缺陷；操作简便，如同钻孔一样，甚至可以不用钻头钻孔和刀具扩孔，直接钻出内半球面。通过这些年先后加工ϕ30～ϕ160mm的内半球面，质量都达到要求。

3.用成形刀车削深孔中的内球面

车削图5中所示的工件1，工件材料为聚四氟乙烯（也可以加工尼龙、有机玻璃、铸铁和铸铜）。要求内孔圆柱面与孔底的内半球面的连接点A必须十分光滑且无微小台阶，这就给车削带来很大困难。为此在精车时，必须在同一次走刀中，把内圆柱面和内球面同时一次走刀精车好。

为了车削此工件，就制作了图5所示的成形车刀。它是把用高速钢制成圆形刀片（局部），用螺钉固定在刀杆上而成。车削内孔时，先用钻头钻孔，用内孔刀粗车内孔，再用成形车刀半精车内孔和内半球面，最后在一次走刀中精车圆柱孔和内球面。这样就使内圆柱孔与内球面无接刀痕迹，而且十分光滑。

4.结语

内外球面特别是有一定加工精度的内外球面是一种难加工工件，车削难度大。只要创新刀具和相应工装，就会变难而易。上面的三例就说明了此问题。

该文章转自于：机工刀具世界  https://mp.weixin.qq.com/s/V0PRA0Wb9CPNMOq2xFxTtQ