專用梳形成形刀的設(shè)計(jì)(上)
V30開門機(jī)輪軸是電梯開門機(jī)上的一個關(guān)鍵件犀斋，材料是LC4贝乎。為了確保零件中10個小槽精度，筆者設(shè)計(jì)制造了DS/1006梳形成形刀叽粹。
1刀具的材料結(jié)構(gòu)及其幾何參數(shù)
材料
V30開門機(jī)輪軸使用的材料是超硬鋁合金LC4糕非，硬度150HB＜8HRC(177HB相當(dāng)8HRC)。工件外圓上要加工10個小槽嬉哥，加工精度高进登，形狀復(fù)雜，吃刀寬度長津咒。鑒于工件的材料硬度及形狀特點(diǎn)另碍，我們選擇了W18Cr4V高速鋼。
1.2刀具結(jié)構(gòu)
成形車刀可分為片形(平體)和圓形兩種：圓形成形刀的壽命要比片形(平體)成形刀長哩拔。這種成形刀制造工藝復(fù)雜自烛，成本高。為此我們選用了片形(平體)成形刀影焙，它是由片狀刀片和刀桿組成的戈秕，刀桿與刀片是分體的，刀片的互換性好襟笋，刀桿可重復(fù)使用嫡贷。刀片加工只需加工上下面與后角，刀具前角在安裝時自然形成抵肌。刀具制造工藝性好朴埂、周期短，成本低是這類成形刀的最大特點(diǎn)默蚌。DS/1006梳形成形刀是片形平體結(jié)構(gòu)冻晤。刀具結(jié)構(gòu)為機(jī)夾刀的模式绸吸。刀刃是10個齒形的梳形結(jié)構(gòu)鼻弧。10個齒前面還有一個定位面锦茁，是為了保證工件上第一個齒的中心線到端面的1.8mm攘轩。這樣既能保證質(zhì)量蜻势，使用又方便撑刺。刀桿的定位面要求粗糙度Ra0.8μm握玛，是為了刀具安裝時够傍，可調(diào)整梳形刀的刀刃與工件的軸心線平行挠铲，以保證工件10個小槽的形狀正確冕屯，深度一致。
幾何角度選擇
前角g0成形刀具的前角蒿庙，為保證其形狀，常取較小值砖蕾，但是加工鋁材時又可用大前角北捣。綜合考慮各方面因素和有關(guān)資料的數(shù)據(jù)廷共，DS/1006成形車刀的前角選取8°论辈。刀刃各處的法向前角是不相等的诸鲸，法向前角從8°～0°伪您，又從0°～8°使驰。
后角a0成形車刀的刃形復(fù)雜订菇，后角一般常取較小值骄娶，加工鋁材可用較大后角。綜合考慮各方面因素谍夭，決定成形刀的后角選取a0=10°黑滴。刀刃各處的法向后角也是不相等的颁音，法向后角從10°～0°月而，又從0°～10°珠漂。
2切削力的計(jì)算
被加工件加工表面的展開長度
被加工件加工表面的展開長度
已知：齒頂圓角R=0.4mm,r=0.2mm,齒形角為40°，齒間距為2.34mm媳危。利用ΔABC求出
在四邊形AEOE′中
在四邊形BF′O′F中
一個槽長
10個槽長為：50.1mm
可見計(jì)算出的加工展開長為50.1mm
切削力計(jì)算
有關(guān)資料論述：“鋁合金有良好的切削性能，切削力比切削黃銅與鋼時小得多待笑，在切削量相同時，刀具所受的力及能耗也比切削黃銅與鋼相應(yīng)的低不少”暮蹂。根據(jù)切削力公式
Fz=CFzaxFzpfyFzvnFzkFz
公式中
CFz=490,xFz=1,yFz=1,nFz=0
當(dāng)成形車削刀具寬度≥50mm,進(jìn)給量f=0.025～0.055mm/r時，將進(jìn)給量分別代入上式可得
Fz=490×50.111×0.0251×1×kFz=614kFz
Fz=490×50.111×0.0551×1×kFz=1350kFz
kFz是切削力的修正系數(shù)鼻发，由被加工材料的機(jī)械性能茶窍、前角辑奔、主偏角扫帝、刀尖圓弧半徑等所決定。加工鋼材時切削力的經(jīng)驗(yàn)公式為：Fz=2000apfv融乖，加工鑄鐵時切削力的經(jīng)驗(yàn)公式為：Fz=1000apfv。也就是說加工鋼材時它的切削力為2000N左右闺焦，加工鑄鐵時它的切削力為1000N左右。與上面數(shù)據(jù)比較郭菜，證明這把成形刀的切削力是可行的。
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