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一種高效加工不銹鋼閥桿梯形螺紋的車刀

細長桿的加工馍上,目前還是一個難題丈蛇,特別是不銹鋼材料、長徑比較大的梯形螺紋細長桿加工更為困難倒你。

圖1 液化汽截止閥閥桿
圖1為液化汽截止閥閥桿簡圖胯夏,閥桿材料為0.82Cr/13,閥桿上有一段長為140mm梯形螺紋Tr24×5-8e,該梯形螺紋表面粗糙度為Ra0.8。本閥桿長徑比約為13.2,若按底徑計算鼓宿,長徑比約為16.6豆出,剛性較差,再加上不銹鋼材料塑性大情键,硬度高吵淌,韌性強,導熱性差钢墩,因此加工過程中變形較大被处。
針對這一問題,我們在不銹鋼閥桿的梯形螺紋加工中用押,對刀具材料肢簿、切削角度、冷卻液等幾個方面進行了探討和試驗只恨。

1 車刀材料的選擇

針對不銹鋼加工性差的特點译仗,我們選用鎢鈷類硬質合金作為車刀材料。因鎢鈷類合金(YG類)的韌性官觅、耐磨性纵菌、耐高溫性阐污、刃磨性、抗粘結性和導熱性能均比較優(yōu)越咱圆,本加工閥桿梯形螺紋車刀材料選用YG8笛辟。雖然也可選用鎢鈷鈦類合金,如具有較高耐磨性和紅硬性序苏、抗氧化性的YW1手幢、YW2材料,但價格較貴忱详,故我們沒有采用围来。

圖2 前角對牙形角的影響

2 車刀角度的選擇

  1. 前角gp和刀尖角e的選擇
    加工不銹鋼材料時,切屑呈帶狀阿座,切削力集中在應選擇較大的前角乃衫,經(jīng)試驗,選擇前角gp=12°腮哩。
    眾所周知额神,車削螺紋時,車刀前角將影響螺紋的牙型角腻酱,因為有前角的螺紋車刀車出的螺紋牙型角會大于車刀的刀尖角e,前角越大惑膀,牙型角誤差也越大,如圖2所示烧歹。因此贼么,為了保證螺紋牙型角準確,應對車刀刀尖角進行修正矗夯。根據(jù)經(jīng)驗德州,若車刀前角gp≤12°時,車刀刀尖角ε值可按下面近似公式計算:
    e=a·cosgp (1)

    式中:a—梯形螺紋牙型角(°)
    車削Tr24×5-8e梯形螺紋時施翰,a=30°,rp=12°。
    所以购城,e=30°×cos12°=29.55°=29°33'
  2. 車刀后角(徑向后角)的選擇
    后角的作用主要是減少車刀后面和工件已加工表面之間的摩擦吕座。為提高生產率,高速切削時瘪板,硬質合金車刀可采用較小的后角吴趴。加工Tr24×5-8e不銹鋼梯形螺紋時車刀的后角取ap=4°左右。
    a.螺紋的螺旋升角 b.螺紋螺旋升角對車刀實際后角的影響
    圖3
  3. 車刀側刃后角的選擇
    車削時侮攀,車刀相對工件的運動是螺旋運動锣枝,螺旋運動會影響車刀切削時側刃的實際后角,這個問題在車外圓時由于進給量較小可忽略不計兰英,而在車螺紋時便顯得突出了撇叁。其影響的大小是由螺旋升角w決定的供鸠。由圖3可以看出:車削螺紋時,由于加工表面是一個螺旋面陨闹,切削平面相應回轉了一個螺旋升角w楞捂。因此使車刀切削時的實際后角發(fā)生了變化:
    順走刀方向的側刃后角
    af左=(3°~5°)+w (2)
    背走刀方向的側刃后角
    af右=(3°~5°)-w (3)
    或取0°
    螺旋升角ω的計算公式如下:
    tanw=L/(pd2),然后算出螺旋升角w值。
    式中:w—螺旋升角(°)趋厉;
    L—螺旋導程(mm)寨闹,導程=螺矩×頭數(shù);
    d2—螺紋中徑(mm)陶簿。
    為了方便操作者使用欣骏,也可采用以下近似公式計算:
    w=18.24°× L
    d2
    (4)
    加工Tr24×5-8e梯形螺紋時
    w=18.24°× 5 =4.24186°=4°15'
    ——
    21.5
    af左=(3°~5°)+w=7°15'~9°15';
    af右=(3°~5°)-w=-1°15'~0°45'。

    圖4 不銹鋼工件梯形螺紋車刀
    為刃磨刀方便航十,可取af右=0°耽晦。
    另外,為了保證排屑順利努扶,減少振動跃百,降低工件的表面粗糙度,要求操作者在車刀磨好后晦了,對刀具前后面用油石認真鐾刀患刻。

3 閥桿車削時切削用量的選擇

設備為CA6140,轉速n=400~500r/min,
走刀量f=5mm/r
吃刀深度ap=0.25~0.5mm
為了克服不銹鋼粘附能力強普统、散熱性差的缺點杠锻,使用硫化切削油作為切削液,這有利于減少摩擦埋村,減少變形珍特,降低切削溫度,防止刀刃產生冷作硬化現(xiàn)象魔吐,還能提高螺紋表面質量扎筒。
Tr24×5-8e梯形螺紋的加工,采用直進法車削酬姆,7次進刀車成嗜桌。每個班可加工100根左右,提高效率2~3倍辞色,且螺紋表面粗糙度可穩(wěn)定達到Ra3.2μm,特別是一把車刀可用一個班不必重磨骨宠,生產效率非常高。


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