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        梯形螺紋高速鋼數(shù)控刀具制作

        2018-03-26 09:37:15資陽中車電氣科技有限公司四川641301羅金龍
        金屬加工(冷加工) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:高速鋼車刀刀尖

        ■ 資陽中車電氣科技有限公司 (四川 641301) 羅金龍

        梯形螺紋高速鋼刀具傳統(tǒng)的制作方法是手工刃磨,在保證刀尖角的前提下,邊刃磨邊測量,最后進行研磨處理,對操作者磨刀技能要求較高。每個人對磨刀操作掌握的方法不同,刀具品質(zhì)也不相同,而且制作效率也低?,F(xiàn)階段還沒有專業(yè)的廠家生產(chǎn)高速鋼梯形螺紋刀具,因此在加工生產(chǎn)現(xiàn)場,掌握一種精度高、質(zhì)量穩(wěn)定可靠、效率高且能批量化生產(chǎn)高速鋼梯形螺紋刀具的制作方法,成為數(shù)控車削加工操作人員加工梯形螺紋的迫切需要。

        1. 梯形螺紋高速鋼精車刀具制作難點分析

        (1)刀尖角精度要求高。牙形半角是梯形螺紋精度的重要精度指標(biāo),標(biāo)準(zhǔn)公制螺紋的牙形半角的精度一般控制在15°±15′以內(nèi),為了保證梯形螺紋的牙形半角精度,梯形螺紋精車刀具的制作精度至少應(yīng)控制在15°±8′以內(nèi)。

        (2)刀尖角隨前角的變化影響較大。刀具前角為零時,刀尖角等于牙形角,但是刀具鋒利程度不夠,當(dāng)表面粗糙度要求達到Ra=1.6μm及以上時,則無法滿足加工要求,因此精車刀應(yīng)保留10°~15°的徑向前角,從而保證刀具鋒利程度和便于排屑。但帶有徑向前角螺紋刀具的刀尖夾角會發(fā)生變化,要保證牙形角精度,必須對刀尖角進行補正,補正公式為:

        式中,εr表示具有縱向前角時的刀尖角;a表示梯形螺紋牙形角;rp表示螺紋車刀的縱向前角。

        (3)左右兩側(cè)后角不等將影響投影在基面內(nèi)刀尖夾角的對稱性。帶有縱向前角梯形螺紋刀具的牙形半角進行補正后保證了牙形精度,但此時刀具的左右切削刃沿主、副后刀面投影在基面上的刀尖夾角隨兩側(cè)后角變化而產(chǎn)生角度變化和傾斜,影響其對稱性,增加刃磨和測量的難度。

        2. 梯形螺紋數(shù)控高速鋼刀具制作方法解析

        數(shù)控刀具的制作方法必須具有可控性強、質(zhì)量穩(wěn)定和標(biāo)準(zhǔn)化等特點。梯形螺紋高速鋼數(shù)控刀具最佳的制作方案是選擇批量化工藝制作,用工藝分解的方法來保證梯形螺紋的刀具精度。但梯形螺紋刀具牙形角受前后角因素的影響,工序角度計算極為復(fù)雜,很難計算。

        為了準(zhǔn)確簡便的掌握前后角變化對牙形角造成的影響,可根據(jù)在前刀面內(nèi)補正后的刀尖角為基礎(chǔ),利用CAD軟件進行建模處理,測繪出制作刀具需要的各工序角度,通過控制工序角度來保證刀具的牙形精度。下面本文以梯形螺紋精車刀為例,介紹梯形螺紋刀具的建模與工藝制作過程。

        (1)確定高速鋼刀具的尺寸與幾何參數(shù)。圖1所示的是ZYZD單元制動器調(diào)整螺桿,左旋、線數(shù)4,導(dǎo)程28mm、螺距7mm,從工序圖可知多頭梯形螺紋中徑φ27.9mm,牙形半角誤差15°±15′。

        根據(jù)高速鋼梯形螺紋刀具切削性能與幾何參數(shù),通過合理的選擇與計算,確定刀具各參數(shù)如下:螺旋升角17.716°;前角15°;刀尖角29.02°;進給后角22°;背向后角-12°;主后角6°;刀尖寬度2.7mm。

        圖 1

        (2)CAD建模。根據(jù)選擇的刀具規(guī)格與幾何參數(shù)進行實體造型,建模過程如表1所示。

        (3)根據(jù)模型中交線的屬性查詢,繪制梯形螺紋精車刀參數(shù)如圖2所示。

        3. 編制梯形螺紋刀具制作簡要工藝過程卡片

        根據(jù)梯形螺紋精車刀具制作過程,編制出梯形螺紋高速鋼精車刀簡要加工工藝過程卡片如表2所示。

        4. 刀具制作過程中的注意事項

        圖 2

        (1)選擇12m m×12m m×200mm的W18Cr4V3高速鋼刀條,保證12mm尺寸精度。

        (2)在1 0工序中要保證30mm尺寸精度,確保在制作過程中準(zhǔn)確定位。

        (3)在70工序中,應(yīng)檢測刀具的牙形半角、對稱度和刀尖寬度。

        (4)在90工序研磨時,應(yīng)保證刃口平直和刀具的表面粗糙度。

        5. 結(jié)語

        采用該方法制作梯形螺紋精車刀具,尺寸和角度易控制,標(biāo)準(zhǔn)性好,質(zhì)量穩(wěn)定,成本低,批量制作效率高。使用時只需將刀具與工件軸線垂直裝夾,即可保證調(diào)整螺桿梯形螺紋牙形角度,安裝極為方便。

        表 1

        表2 梯形螺紋高速鋼精車刀加工工藝過程卡片

        [1] 王先逵.機械加工工藝規(guī)程制定[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

        [2] 劉玉春. CAXA制造工程師2013項目案例教程. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013.

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