滾切刀具上裝有圓形刀片，切削過程圓形刀片繞自身軸線連續(xù)轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)動由專用電機(jī)驅(qū)動時(shí)，稱為驅(qū)動式滾切刀具(Drivingrotarytool或DRT)；當(dāng)?shù)镀D(zhuǎn)動由切削運(yùn)動帶動時(shí)稱為自滾切刀具(Self-propelledrotarytool或SPRT)。自滾切刀具切削刃必須具有一定刃傾角(e)，以產(chǎn)生沿刀刃切向速度分量vt，帶動刀片轉(zhuǎn)動(圖1)。SPRT主要優(yōu)點(diǎn)能夠極大提高刀具耐用度，因此SPRT適宜于加工難加工材料，此情況下刀具耐用度可提高30～100倍。雖然SPRT工業(yè)上已有應(yīng)用，有些設(shè)計(jì)已獲專利，但由有文獻(xiàn)告訴我們，SPRT上采用刀具材料尚僅限于高速鋼硬質(zhì)合金，超硬刀具材料如CBNPCD尚未用于這一領(lǐng)域。本文介紹了裝有CBN刀片SPRT車刀。作者曾對這種刀具滾切速度、切削力、切削溫度、加工質(zhì)量、刀具磨損等方面進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，裝CBN刀片SPRT車刀不僅可以用很高速度(190～250m/min)加工淬火鋼(HRC50～55)，而且可保持很長刀具耐用度(VB＝0.01～0.02mm/h)。因而刀具磨損已經(jīng)不CBN-SPRT使用主要矛盾。研究結(jié)果同時(shí)表明，加工表面波紋度成為影響加工質(zhì)量主要因素，不適當(dāng)加工條件會加大表面波紋。本文針對各種因素對加工波紋影響進(jìn)行了更為深入探討。1刀桿設(shè)計(jì)根據(jù)以往研究，滾切加工2個(gè)主要問題刀片旋轉(zhuǎn)所引起附加誤差較大徑向力所誘發(fā)振動。因此，刀軸軸承轉(zhuǎn)動精度刀桿剛性就成為SPRT刀桿設(shè)計(jì)重點(diǎn)。對于CBN-SPRT設(shè)計(jì)，由于刀片無孔無后角，所以給刀具制作帶來更多問題，迄今所發(fā)表關(guān)于各種滾切刀桿設(shè)計(jì)文章未涉及這一情況。本文CBN-SPRT要用于實(shí)驗(yàn)，刀桿還應(yīng)具有可調(diào)幾何參數(shù)，以探討不同幾何參數(shù)對切削性影響。
考慮到以上各種要求，所設(shè)計(jì)刀桿具有下列特點(diǎn)：
    當(dāng)使用無后角刀片時(shí)，刀桿除了能設(shè)置刃傾角e外還能夠設(shè)置負(fù)前角d，以便后刀面加工表面間形成后角，如圖2。本文所介紹刀桿上設(shè)計(jì)了前角架傾角架，使得前角刃傾角連續(xù)可調(diào)，見軸線刀尖處相交，以使前角刃傾角調(diào)整不影響刀尖高度。為了將刀桿受力變形減到最小，刀桿采用了緊湊結(jié)構(gòu)以提高剛性。
車削實(shí)驗(yàn)C620-1型車床上進(jìn)行，全部實(shí)驗(yàn)為干切削，具體實(shí)驗(yàn)條件如下：
    刀具及工件材料刀具材料BZN-6000CBN圓刀片，直徑分別為Ø9.5，Ø12.7，Ø23。工件材料為55鋼(GB699-88)，淬火硬度為HRC50～55。試件心鉆有50mm直徑通孔，以提高淬透性，整個(gè)截面上獲得均勻硬度。
    波紋度測量裝置表面波紋度定義為一種表面紋理，其上疊加有表面粗糙度輪廓。但標(biāo)準(zhǔn)并未提供波紋度測量方法。本項(xiàng)目采用了千分表進(jìn)行測量。千分表固定刀臺上，見圖4，并沿工件表面移動，5mm采樣長度內(nèi)峰谷值作為波紋度數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了重復(fù)測量減小隨機(jī)誤差，以重復(fù)測量平均值作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。