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专用梳形成形刀的设计(上)
作者:bearingpower 发表时间:2010-12-12
专用梳形成形刀的设计(上)关键字:成型刀 刀具 V30开门机轮轴是电梯开门机上的一个关键件,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梳形成形刀。 http://mw1950.com/res/20070124142032948 图1零件简图 1刀具的材料结构及其几何参数 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:圆形成形刀的寿命要比片形(平体)成形刀长。这种成形刀制造工艺复杂,成本高。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形成。刀具制造工艺性好、周期短,成本低是这类成形刀的最大特点。DS/1006梳形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个齿前面还有一个定位面,是为了保证工件上第一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,可调整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,深度一致。 http://mw1950.com/res/2007012414205022图2刀具简图 几何角度选择 前角g0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。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a0成形车刀的刃形复杂,后角一般常取较小值,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a0=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 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) 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http://mw1950.com/res/20070124142121336在四边形AEOE′中 http://mw1950.com/res/20070124142153912在四边形BF′O′F中 http://mw1950.com/res/20070124142207391一个槽长 http://mw1950.com/res/20070124142219904 10个槽长为:50.1mm 可见计算出的加工展开长为50.1mm 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得多,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不少”。根据切削力公式http://mw1950.com/res/20070124142243376 图3槽形尺寸 Fz=CFzaxFzpfyFzvnFzkFz 公式中 CFz=490,xFz=1,yFz=1,nFz=0 当成形车削刀具宽度≥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=614kFz Fz=490×50.111×0.0551×1×kFz=1350kFz kFz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=2000apfv,加工铸铁时切削力的经验公式为:Fz=1000apfv。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。- 市场一部:022-58519722
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