差速器壳内球面数控刀具设计 -(2)

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表时间:2007-07-03 人气:1

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4、机夹可转位车刀设计前角g=-4°，刃倾角l=-4°，切削刃具有足够强度，可承受较大切削力冲击，避免刀尖崩刃。
5、可转位车刀片选用菱形国标通用刀片，可保证切削过程中自动卷屑及曲线加工的平稳性，且易于实现刀具标准化、系列化，适合自动化生产中的仿形车削。
6、刀具采用螺销、压板复合压紧式结构，螺销通过刀片孔定位夹紧刀片外，加上压板压固刀片，定位稳定性高，刀刃转位重复精度高，容屑空间大。
7、根据被加工材料特点，并考虑切削过程中刀刃的磨损，采用韧性和强度好的基体与TiCN、薄Al2O3、TiN涂层结合的刀片。这种刀片可减小切屑与刀具的摩擦，在切削高温下仍可保持高硬度及良好的抗氧化性，从而可提高刀片使用寿命，降低零件表面粗糙度，可在断续切削条件下使用。
三、刀具设计方法
需加工的差速器壳体内球面尺寸分别为S=f138.5mm、f124mm、f161mm。工件材料：球墨铸铁QT450-10（芯部硬度HB150～190)。加工精度要求：相对于基准的位置度公差为f0.03mm，表面粗糙度Ra1.6?m。切削用量：切削速度vc=2m/s，进给量f=0.4mm/r，切削深度ap=3mm。加工机床：S1-296A普通数控机床。
刀具设计步骤如下：
1、根据被加工零件材质及加工要求，刀片材料选用YBM251硬质合金刀片。
2、根据被加工零件特点及切削参数，刀片紧固形式设计为螺销、压板复合压紧式结构。
3、可转位刀片型式选用菱形国标通用刀片，刀尖角为55°，法向后角为7°，单面有HR型断屑槽，刀片厚度S=3.97，刀尖圆角半径re=0.4±0.1mm；根据加工精度要求，刀片精度选用M级。确定可转位刀片型号为DCMT11T304-HR。
4、刀片切削刃长度Sa=ap/sinkrcosl=3/sin62.5°cos-4°=3.39mm；粗车时应满足切削刃长度L≥1.5Sa=5.086mm，所选刀片的主切削刃边长L≈11.6mm，可满足切削要求。
5、车刀刀杆槽的几何角度设计
已知参数：刀片法向后角anb=7°，刀片刃倾角lsb=0°；车刀的独立角度kr=62.5°，ls=4°，预选后角ao=4°；刀杆槽主偏角krg=kr=62.5°，刀杆槽刃倾角lsg=ls=-4°。则刀杆槽前角gog可按下式计算：
tangog=(tananb-a0/cosls)/1 tananbtanao/cosls)coslsg=0.052364957
可得aog=2.9975528°，取aog=3°。
验算车刀后角ao：
arctan(tananb-tanaogcoslsg)cosls/(1 tananbgogcoslsg)=0.06992572
可得ao=3.99°，与预选后角ao=4°接近，表明预选后角值合理。
6、确定可转位车刀刀杆与刀夹联结方式：根据机床型号及中心高，为增加刀杆强度，刀杆截面尺寸设计为不等截面，装刀刀夹与刀杆通过楔面自锁联结，可使刀具装卸快捷、准确、可靠。确定设计的机夹可转位车刀刀头如图3所示。
四、技术改造效益评估：
采用机夹可转位车削方法替代原球面锪刀加工方法后，不需制造和调整专用夹具，在数控机床上一次装夹即可完成差速器壳内球面的加工。由于减少了换刀等辅助工时，提高了数控机床的加工效率，刀具无需刃磨，耐用度提高，使生产效率提高2倍，刀具成本降低75%。由于避免了原加工方法因刀具重磨带来的加工误差，产品质量也得到有效保证。

作者简介：1995年大学毕业后，从事汽车后桥关键零部件的机加工和装配工艺多年，具有丰富的机械加工经验，熟悉autocad、ugnx三维设计软件应用，曾经主持的《差壳机加工线工艺改进》项目获江铃汽车集团2003年科技进步奖三等奖。在2004年省级质量管理QC成果发表大会上发表过两项QC成果，均获优秀奖。现任省级技术中心产品工艺师、专业技术组负责人。

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