看一看专用梳形成形刀的设计

摘要：论述了V30开门机轮轴零件上10个小槽的梳构成形加工工艺，设计了片构成形刀，计算了切削参数和切削用量，探讨了刀具耐用度，经车间使用，加工效果良好。V30开门机轮轴是电梯开门机上的1个关键件，材料是LC4，零件形状见图1。为了确保零件中10个小槽精度，笔者设计制造了DS/1006梳构成形刀。图1 零件简图

1 刀具的材料结构及其几何参数1.1 材料V30开门机轮轴使用的材料是超硬铝合金LC4，硬度150HB＜8HRC(177HB相当8HRC)。工件外圆上要加工10个小槽，加工精度高，形状复杂，吃刀宽度长。鉴于工件的材料硬度及形状特点，我们选择了W18Cr4V高速钢。1.2 刀具结构成形车刀可分为片形(平体)和圆形两种：圆构成形刀的寿命要比片形(平体)成形刀长。这类成形刀制造工艺复杂，本钱高。为此我们选用了片形(平体)成形刀，它是由片状刀片和刀杆组成的，刀杆与刀片是分体的，刀片的互换性好，刀杆可重复使用。刀片加工只需加工上下面与后角，刀具前角在安装时自然构成。刀具制造工艺性好、周期短，本钱低是这类成形刀的最大特点。DS/1006梳构成形刀是片形平体结构(图2)。刀具结构为机夹刀的模式。刀刃是10个齿形的梳形结构。10个齿前面还有1个定位面，是为了保证工件上第1个齿的中心线到端面的1.8mm。这样既能保证质量，使用又方便。刀杆的定位面要求粗糙度Ra0.8µm，是为了刀具安装时，可调解梳形刀的刀刃与工件的轴心线平行，以保证工件10个小槽的形状正确，深度1致。图2 刀具简图

1.3 几何角度选择前角γ0 成形刀具的前角，为保证其形状，常取较小值，但是加工铝材时又可用大前角村民征收纠纷可以强拆吗。综合考虑各方面因素和有关资料的数据，DS/1006成形车刀的前角选取8°。刀刃各处的法向前角是不相等的，法向前角从8°～0°，又从0°～8°。后角α0 成形车刀的刃形复杂，后角1般常取较小值，加工铝材可用较大后角。综合考虑各方面因素，决定成形刀的后角选取α0=10°。刀刃各处的法向后角也是不相等的，法向后角从10°～0°，又从0°～10°。2 切削力的计算2.1 被加工件加工表面的展开长度被加工件加工表面的展开长度(图3)图3 槽形尺寸

已知：齿顶圆角R=0.4mm,r=0.2mm,齿形角为40°，齿间距为2.34mm。利用ΔABC求出

在4边形AEOE′中

在4边形BF′O′F中

1个槽长

10个槽长为：50.1mm可见计算出的加工展开长为50.1mm2.1 切削力计算有关资料论述：“铝合金有良好的切削性能，切削力比切削黄铜与钢时小很多，在切削量相同时，刀具所受的力及能耗也比切削黄铜与钢相应的低很多”。根据切削力公式Fz=CFzaxFzpfyFzvnFzkFz公式中CFz=490,xFz=1,yFz=1,nFz=0当作形车削刀具宽度≥50mm,进给量f=0.025～0.055mm/r时，将进给量分别代入上式可得Fz=490×50.111×0.0251×1×kFz=614kFzFz=490×50.111×0.0551×1×kFz=1350kFzkFz是切削力的修正系数，由被加工材料的机械性能、前角、主偏角、刀尖圆弧半径等所决定。加工钢材时切削力的经验公式为：Fz=2000αpfv，加工铸铁时切削力的经验公式为：Fz=1000αpfv。也就是说加工钢材时它的切削力为2000N左右，加工铸铁时它的切削力为1000N左右。与上面数据比较，证明这把成形刀的切削力是可行的。3 刀具耐用度刀具从开始切削到磨损量到达磨钝标准为止的总切削时间，定为刀具耐用度，以T表示。它不包括丈量、对刀等非切削时间。在相同的切削用量和磨钝标准时，刀具耐用度越高，表示刀具磨损得越慢或刀具切削性能好。刀具耐用度与切削用量的关系可用扩充的泰勒公式表示，车削速度v为

式中的系数和指数在文献4中查表可得。当加工材料为硬铝、加工情势为外圆纵车、刀具材料为高速钢时，f≤0.20mm/r、Cv=388、xv=0.12、yv=0.25、m=0.28，代入上式后得到vT0.28=363。根据以上关系式可得下表(设：αp=50.11mm,f=0.20mm/r)。硬铝车削时耐用度与切削速度的对应关系表耐用度T(min)5001000237240007915切削速度v(m/min)外圆纵车63.752.541.235.629.4成形车削54.244.635.030.325.0

4 切削用量的选择4.1 吃刀量αp DS/1006成形刀的吃刀量是变化的，随着吃刀深度的增加吃刀量由小到大直至50房改房拆迁怎么补偿.11mm。4.2 进给量f 粗加工时限制进给量的主要因素是切削力，精加工时限制进给量的主要因素是表面粗糙度。DS/1006成形刀粗加工时吃刀量由小变大，为确保切削力不至于太大，选择进给量从0.20mm/r开始逐渐变小，进入精加工时1直变小到0.02mm/r。4.3 切削速度v 当αp和f选定后在此基础上选择切削速度v。切削速度遭到刀具耐用度的限制，必须在保证刀具的公道耐用度下选最大的切削速度。在车削进程中，冷却液采取煤油。经过以上刀具切削力、耐用度的分析再加上多年的加工经验，最后切削用量为：在加工全进程中，前后用2种切削速度来加工。切削初期粗加工时吃刀宽度不大，切削速度用35m/min,进给量较大为0.20～0.05mm/r，随着切削宽度的增加，切削力也逐渐增加，此时减小进给量。当切削宽度到达30mm左右时变换切削速度为25m/min，进给量取0.05～0.02mm/r，逐渐减小。经过这类方法加工的零件完全到达技术要求，且生产效率提高10倍，降落了生产本钱。5 结论在刀具设计中，加工质量、耐用度、本钱取决于刀具材料选用是否是公道、正确。DS/1006梳构成形刀的结构采取机夹式分体结构。比圆构成形刀加工工艺性好、互换性好。刀具几何参数：前角8°、后角10°，法向前角和后角是变化的。为适应吃刀宽度50.11mm的特定条件，DS/1006梳构成形刀采取了变化的进给量，和2种较低的可变换的切削速度来完成1个零件的加工进程。在正常切削用量下，其切削力为1000～2000N之间，在刀具切削力通常允许的范围内。泰勒公式是耐用度的重要计算公式。根据扩充的泰勒公式计算出DS/1006梳构成形刀的耐用度：粗车时(v=35m/min)为2372min；精车时(v=25m/min)为7915min。要正确选择切削用量才能保证刀具的耐用度。根据资料的测算，这把刀具的耐用度能加工约1000个V30开门机轮轴。DS/1006梳构成形刀确保V30开门机轮轴的加工质量，使开门机的多楔形皮带传动安稳、噪声低、传递功率大、使用寿命长。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章