機夾可轉(zhuǎn)位車刀是將具有合理幾何形狀和切削刃的成品可轉(zhuǎn)位刀片通過機械夾固方法裝配在刀桿上,當(dāng)一條切削刃加工磨損至不能再用時,可通過轉(zhuǎn)位迅速更換新的切削刃。采用機夾可轉(zhuǎn)位車刀進(jìn)行加工具有以下特點:
刀具幾何參數(shù)和切削性能穩(wěn)定,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。
刀片夾緊可靠,在切削力沖擊、振動及切削熱作用下不易松動。刀具壽命長,無需刃磨,操作簡便,可縮短停機換刀等輔助工時。
刀桿轉(zhuǎn)位方便、快捷,并可反復(fù)使用,使用壽命長,可減少庫存量,簡化刀具管理。
機夾可轉(zhuǎn)位車刀設(shè)計前角g=-4°,刃傾角l=-4°,切削刃具有足夠強度,可承受較大切削力沖擊,避免刀尖崩刃。
可轉(zhuǎn)位車刀片選用菱形國標(biāo)通用刀片,可保證切削過程中自動卷屑及曲線加工的平穩(wěn)性,且易于實現(xiàn)刀具標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,適合自動化生產(chǎn)中的仿形車削。
刀具采用螺銷壓緊式結(jié)構(gòu),螺釘通過刀片沉孔夾緊刀片,結(jié)構(gòu)簡單,零件少,定位精度高,刀刃轉(zhuǎn)位重復(fù)精度高,容屑空間大。
被加工材料特點,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。這種刀片可減小切屑與刀具的摩擦,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,降低零件表面粗糙度。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,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。
2 .刀具設(shè)計方法
需加工的差速器殼體內(nèi)球面尺寸分別為s=f138.5mm、f124mm、f161mm.工件材料:球墨鑄鐵gh45-33-15(芯部硬度hb150~190)。
加工精度要求:相對于基準(zhǔn)的位置度公差為f0.03mm,表面粗糙度ra1.6?;m.切削用量:切削速度vc=2m/s,進(jìn)給量f=0.4mm/r,切削深度ap=3mm.加工機床:s1-325型數(shù)控機床。
刀具設(shè)計步驟如下:
據(jù)被加工零件材質(zhì)及加工要求,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。根據(jù)被加工零件特點及切削參數(shù),刀片緊固形式設(shè)計為螺銷壓孔式結(jié)構(gòu)??赊D(zhuǎn)位刀片型式選用菱形國標(biāo)通用刀片,刀尖角為55°,法向后角為7°,單面有v型斷屑槽,刀片厚度s=3.97,刀尖圓角半徑re=0.4±0.1mm;根據(jù)加工精度要求,刀片精度選用m級。確定可轉(zhuǎn)位刀片型號為dcmt11t304-v1.;刀片切削刃長度sa=ap/sinkrcosl=3/sin62.5°cos-4°=3.39mm;粗車時應(yīng)滿足切削刃長度l≥
1.5sa=5.086mm,所選刀片的主切削刃邊長l≈11.6mm,可滿足切削要求。
夾可轉(zhuǎn)位車刀刀頭,車刀刀桿槽的幾何角度設(shè)計
已知參數(shù):刀片法向后角anb=7°,刀片刃傾角lsb=0°;車刀的獨立角度kr=62.5°,ls=4°,預(yù)選后角ao=4°;刀桿槽主偏角krg=kr=62.5°,刀桿槽刃傾角lsg=ls=-4°。則刀桿槽前角gog可按下式計算:tangog=(tananb-a0/cosls)/1+tananbtanao/cosls)coslsg=0.052364957可得aog=2.9975528°,取aog=3°。驗算車刀后角ao:arctan(tananb-tanaogcoslsg)cosls/(1+tananbgogcoslsg)=0.06992572可得ao=3.99°,與預(yù)選后角ao=4°接近,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)機床型號及中心高,為增加刀桿強度,刀桿截面尺寸設(shè)計為不等截面,裝刀刀夾與刀桿通過楔面自鎖聯(lián)結(jié),可使刀具裝卸快捷、準(zhǔn)確、可靠。設(shè)計的機夾可轉(zhuǎn)位車刀刀頭。
采用機夾可轉(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,在數(shù)控機床上一次裝夾即可完成差速器殼體內(nèi)球面的加工。由于減少了換刀等輔助工時,提高了數(shù)控機床的加工效率,刀具無需刃磨,耐用度提高,使生產(chǎn)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帶來的加工誤差,產(chǎn)品質(zhì)量也得到有效保證。中