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控制工程网版权所有，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www.cechina.cn，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

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sp;    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。

图2 成形车刀毛坯图

    2.2  创建刀具实体模型

       首先根据被加工零件轮廓得到车刀切削刃曲线。如图3所示，在水平面内绘制工件截形图，各尺寸与零件图尺寸相同，轴线与车刀毛坯上切削刃的距离等于工件最小圆周半径。使用建立曲面特征命令Surface→Revolve命令，获得被加工零件轮廓曲面。

       由建立实体特征命令“Solid→Cut→Use Quilt”，用工件轮廓曲面剪切刀具毛坯，这样在前刀面上就可以得到刀具刃形曲线。

       由“Datum→Curve→Projected”命令，用投影方式建立曲线特征，选择切削刃刃形曲线为投影曲线，以刀具毛坯底面为投影面，选择Along Dir选项，以刀具一条棱线作为投影路径，把切削刃刃形曲线投影在刀具毛坯的底面上，结果如图4所示。

图3 工件截形图的绘制效果

图4 切削刃刃形的形成

       利用建立实体特征命令“Solid→Cut→Extrude”，选择刀具底面为绘图平面www.cechina.cn，使用Geom Tools→Use Edge命令选取投影曲线为剖切线控制工程网版权所有，剪切掉刀具毛坯的多余部分，由此可以得到棱体成形车刀的三维实体模型。

    2.3  刀具修形

       由于在加工零件b-c部分时，刀具的主偏角κr＝0°，使得此处刀具后角α＝0°，从而导致加工时刀具磨损剧烈，因此需要对此处刀具刃形进行修改。按照通常的方法，可以将上述切削刃曲线向内偏置一个角度，使此处的主偏角略微增大。依旧使用实体特征建立命令Solid→Cut→Extrude，选择刀具底面为绘图平面www.cechina.cn，绘制出修改以后的切削刃曲线www.cechina.cn，利用它剪切掉多余部分。同样可以使用这种方法作出成形车刀的燕尾榫部分，成形车刀最终的三维实体模型如图5所示。

图5 成形车刀的三维实体模型

    3 成形车刀的截形图绘制

       在三维