行业知识
专用梳形成形刀片的设计
发布时间:2009年11月24日 浏览次数:

V30开门机轮轴是电梯开门机上的一个关键件,材料是LC4,零件形状见图1。为了确保零件中10个小槽精度,笔者设计制造了DS/1006梳形成形刀。
1 刀具的材料结构及其几何参数
材料
V30开门机轮轴使用的材料是超硬铝合金LC4,硬度150HB<8HRC(177HB相当8HRC)。工件外圆上要加工10个小槽,加工精度高,形状复杂,吃刀宽度长。鉴于工件的材料硬度及形状特点,我们选择了W18Cr4V高速钢。
1.2 刀具结构
成形车刀可分为片形(平体)和圆形两种:圆形成形刀的寿命要比片形(平体)成形刀长。这种成形刀制造工艺复杂,成本高。为此我们选用了片形(平体)成形刀,它是由片状刀片和刀杆组成的,刀杆与刀片是分体的,刀片的互换性好,刀杆可重复使用。刀片加工只需加工上下面与后角,刀具前角在安装时自然形成。刀具制造工艺性好、周期短,成本低是这类成形刀的最大特点。DS/1006梳形成形刀是片形平体结构(图2)。刀具结构为机夹刀的模式。刀刃是10个齿形的梳形结构。10个齿前面还有一个定位面,是为了保证工件上第一个齿的中心线到端面的1.8mm。这样既能保证质量,使用又方便。刀杆的定位面要求粗糙度Ra0.8μm,是为了刀具安装时,可调整梳形刀的刀刃与工件的轴心线平行,以保证工件10个小槽的形状正确,深度一致。

图2 刀具简图
 
几何角度选择
前角g0 成形刀具的前角,为保证其形状,常取较小值,但是加工铝材时又可用大前角。综合考虑各方面因素和有关资料的数据,DS/1006成形车刀的前角选取8°。刀刃各处的法向前角是不相等的,法向前角从8°~0°,又从0°~8°。
后角a0 成形车刀的刃形复杂,后角一般常取较小值,加工铝材可用较大后角。综合考虑各方面因素,决定成形刀的后角选取a0=10°。刀刃各处的法向后角也是不相等的,法向后角从10°~0°,又从0°~10°。
2 切削力的计算
被加工件加工表面的展开长度
被加工件加工表面的展开长度(图3)
已知:齿顶圆角R=0.4mm,r=0.2mm,齿形角为40°,齿间距为2.34mm。利用ΔABC求出


在四边形AEOE′中    
在四边形BF′O′F中  
一个槽长           
10个槽长为:50.1mm
可见计算出的加工展开长为50.1mm
 
切削力计算

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