差速器殼體內(nèi)球面的加工難度較高差速器殼體是一拖公司生產(chǎn)的意大利FIAT引進(jìn)產(chǎn)品和30～40馬力小輪拖拉機(jī)的重要部件之一姐叁，工件材質(zhì)為球墨鑄鐵航背。產(chǎn)品尺寸公差要求：上偏差為+0.25mm铺董，下偏差為0巫击，相對(duì)于基準(zhǔn)的位置度公差為f0.03mm；表面粗糙度要求為Ra1.6μm柄粹。

　　差速器殼體內(nèi)球面的加工難度較高喘鸟。根據(jù)差速器使用性能要求匆绣，為保證殼體尺寸及位置度的加工精度驻右，設(shè)計(jì)了采用鑲齒結(jié)構(gòu)的內(nèi)球面锪鉆及其輔具（锪內(nèi)球面定程刀桿裝置)。但是崎淳，球面锪鉆的制造及刃磨難度較大境猜，且刀具磨損后對(duì)刀齒每進(jìn)行一次刃磨，刀齒上各點(diǎn)與被加工面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的位置關(guān)系都要發(fā)生變化寨衣，從而直接影響內(nèi)球面加工質(zhì)量胸叠，由于球面锪鉆刃磨后加工零件的位置度誤差常常大于f0.2mm，因此難以完全滿足加工要求遇托。

　　此外债烹，锪內(nèi)球面加工方法對(duì)夾具要求較高，需要配置定程裝置來控制刀具進(jìn)給笔广，從而使夾具的設(shè)計(jì)闪侨、制造復(fù)雜化。為解決這一問題灿西，我們根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)工藝方案進(jìn)行了反復(fù)研究挑明，決定采用在S1-325數(shù)控機(jī)床上用差補(bǔ)車削方法替代锪內(nèi)球面加工方法來實(shí)現(xiàn)差速器殼體內(nèi)球面的加工，并設(shè)計(jì)了專用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀善婉。

　　1 刀具設(shè)計(jì)思路與特點(diǎn) 機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀是將具有合理幾何形狀和切削刃的成品可轉(zhuǎn)位刀片通過機(jī)械夾固方法裝配在刀桿上沪翔，當(dāng)一條切削刃工加磨損至不能再用時(shí)，可通過轉(zhuǎn)位迅速更換新的切削刃抄瓦。

　　采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀進(jìn)行加工具有以下特點(diǎn)：刀具幾何參數(shù)和切削性能穩(wěn)定潮瓶，定位精度和重復(fù)精度較高，可保證刀尖位置變化在工件精度允許范圍內(nèi)以及加工精度的一致性钙姊。刀片夾緊可靠毯辅，在切削力沖擊埃叭、振動(dòng)及切削熱作用下不易松動(dòng)。刀具壽命長(zhǎng)悉罕，無需刃磨赤屋，操作簡(jiǎn)便，可縮短停機(jī)換刀等輔助工時(shí)壁袄。刀桿轉(zhuǎn)位方便类早、快捷，并可反復(fù)使用嗜逻，使用壽命長(zhǎng)涩僻，可減少庫(kù)存量，簡(jiǎn)化刀具管理栈顷。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計(jì)前角g=-4°逆日，刃傾角l=-4°，切削刃具有足夠強(qiáng)度辐菩，可承受較大切削力沖擊芭贬，避免刀尖崩刃〈μ牛可轉(zhuǎn)位車刀片選用菱形國(guó)標(biāo)通用刀片坚呜，可保證切削過程中自動(dòng)卷屑及曲線加工的平穩(wěn)性，且易于實(shí)現(xiàn)刀具標(biāo)準(zhǔn)化胆抓、系列化闸虹，適合自動(dòng)化生產(chǎn)中的仿形車削。

　　刀具采用螺銷壓緊式結(jié)構(gòu)辽察，螺釘通過刀片沉孔夾緊刀片敌痴，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件少腰步，定位精度高溪臊，刀刃轉(zhuǎn)位重復(fù)精度高，容屑空間大茁只。根據(jù)被加工材料特點(diǎn)膛胜，并考慮切削過程中刀刃的磨損，采用TiC+Al2O3+TiN復(fù)合涂層刀片哥纫。

　　這種刀片可減小切屑與刀具的摩擦霉旗，在切削高溫下仍可保持高硬度及良好的抗氧化性，從而可提高刀片使用壽命蛀骇，降低零件表面粗糙度厌秒。此外，采用我公司研制的熱處理新工藝在TiC基硬質(zhì)合金中添加TiN，可顯著提高刀片的導(dǎo)熱性和抗崩刃性鸵闪，在微量切削及表面精度要求較高的切削加工中可充分發(fā)揮TiC基硬質(zhì)合金的性能優(yōu)勢(shì)檐晕。

　　2 刀具設(shè)計(jì)方法 需加工的差速器殼體內(nèi)球面尺寸分別為S=f138.5mm、f124mm蚌讼、f161mm辟灰。工件材料：球墨鑄鐵GH45-33-15(芯部硬度HB150～190)。加工精度要求：相對(duì)于基準(zhǔn)的位置度公差為f0.03mm篡石，表面粗糙度Ra1.6μm芥喇。

　　切削用量：切削速度vc=2m/s，進(jìn)給量f=0.4mm/r凰萨，切削深度ap=3mm继控。加工機(jī)床：S1-325型數(shù)控機(jī)床。刀具設(shè)計(jì)步驟如下：根據(jù)被加工零件材質(zhì)及加工要求笤碍，刀片材料選用YG6硬質(zhì)合金基體的新型復(fù)合涂層(TiC+Al2O3+TiN)刀片况饥。根據(jù)被加工零件特點(diǎn)及切削參數(shù)，刀片緊固形式設(shè)計(jì)為螺銷壓孔式結(jié)構(gòu)支赖≥┟埃可轉(zhuǎn)位刀片型式選用菱形國(guó)標(biāo)通用刀片，刀尖角為55°任感，法向后角為7°积苞，單面有V型斷屑槽慈柑，刀片厚度S=3.97乳吉，刀尖圓角半徑re=0.4±0.1mm；根據(jù)加工精度要求菱计，刀片精度選用M級(jí)醋躏。確定可轉(zhuǎn)位刀片型號(hào)為DCMT11T304-V1。刀片切削刃長(zhǎng)度Sa=ap/sinkrcosl=3/sin62.5°cos-4°=3.39mm壤生；粗車時(shí)應(yīng)滿足切削刃長(zhǎng)度L≥1.5Sa=5.086mm擒买，所選刀片的主切削刃邊長(zhǎng)L≈11.6mm，可滿足切削要求耀里。

　　機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀刀頭車刀刀桿槽的幾何角度設(shè)計(jì)已知參數(shù)：刀片法向后角anb=7°蜈缤，刀片刃傾角lsb=0°；車刀的獨(dú)立角度kr=62.5°冯挎，ls=4°底哥，預(yù)選后角ao=4°；刀桿槽主偏角krg=kr=62.5°房官，刀桿槽刃傾角lsg=ls=-4°趾徽。則刀桿槽前角gog可按下式計(jì)算：tangog=(tananb-a0/cosls)/1+tananbtanao/cosls)coslsg=0.052364957可得aog=2.9975528°，取aog=3°。驗(yàn)算車刀后角ao：arctan(tananb-tanaogcoslsg)cosls/(1+tananbgogcoslsg)=0.06992572可得ao=3.99°孵奶，與預(yù)選后角ao=4°接近疲酌，表明預(yù)選后角值合理。

　　確定可轉(zhuǎn)位車刀刀桿與刀夾聯(lián)結(jié)方式：根據(jù)機(jī)床型號(hào)及中心高了袁，為增加刀桿強(qiáng)度朗恳，刀桿截面尺寸設(shè)計(jì)為不等截面，裝刀刀夾與刀桿通過楔面自鎖聯(lián)結(jié)载绿，可使刀具裝卸快捷益侨、準(zhǔn)確、可靠著平。設(shè)計(jì)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車刀刀頭如圖2所示积碍。采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位車削方法替代原球面锪鉆加工方法后，不需制造專用夾具枝捷，在數(shù)控機(jī)床上一次裝夾即可完成差速器殼體內(nèi)球面的加工蚌斑。由于減少了換刀等輔助工時(shí)，提高了數(shù)控機(jī)床的加工效率宽藏，刀具無需刃磨慰适，耐用度提高，使生產(chǎn)效率提高2倍闺撩，刀具成本降低75%饺斧。由于避免了原加工方法因刀具重磨帶來的加工誤差，產(chǎn)品質(zhì)量也得到有效保證娩鬼。

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