装配式小直径推刀的设计和应用

在变速器产业化生产中,为保证加工质量,提高生产效率,同时利用我院现有的液压机,我们采用了推削加工工艺加工图1、图2两种工件,获得了较好的加工效果．但由于工件被加工尺寸较小而加工余量较大,故原有整体式推刀的制造成本较高且刀具使用寿命较短(500次左右)。经过改进设计采用了装配式推刀后,很好地解决了这个问题。现以图2的方孔加工装配推刀为例,介绍如下:

图1 图2

一.推刀设计计算的一般步骤

由于推刀在使用过程中存在着压杆稳定问题,所以推刀设计区别拉刀设计,也就存在着一个长径比校验的问题。推刀的设计计算步骤为:

1、推孔工艺的确定

推孔工艺除正确选择推削速度、刀齿的切削前后角外还包括两个重要参数,即预制孔直径和推削长度的合理选取。由于被加工方孔的尺寸和表面精度较高,且推削加工后不允许残留预制孔痕迹的限制,所以预制孔直径D0应略小于方孔边距0.3mm～0.5mm。预制孔直径的选取实际上确定了推削加工的余量。

推削长度Lg的确定:从提高生产效率的角度出发,希望一次推削的长度越长越工好,但如果推削长度过大,又会造成推削过程中切屑过多而容屑困难。所以确定推削长度为25mm。即三个工件的厚度加上两次切断刀位的厚度。

2、刀具主要参数的选取

齿升量Sz:对于拉刀,应选取较小的齿升量以获得较小的切削负荷,延长刀具的使用寿命;但对于推刀,为减短推刀长度以提高推削的稳定性,应在满足强度的前提下尽量选取最大的齿升量。并分段增加齿升量。即因在方孔渐成式推削加工中推刀刀齿以其齿角切割金属,其切削刃的宽度随加工过程由大变小,为使各刀齿的切削负荷均匀,应采取逐齿增大齿升量的办法,但在实际的设计中,采用了分为四段逐渐增加齿升量的办法以降低设计和制造难度,其各分段间齿升量增大的幅度视工件材料和被加工尺寸的大小而合理选择。即:某一段刀齿的齿升量等于分段系数与第一段刀齿的齿升量的乘积。

齿距t:齿距选取越小,在缩短了推刀长度的同时,相对于同样的推削长度,其同时工作齿数也就越多,切削过程也越平稳,工件表面质量也越高；但齿距选取过小,又会使容屑困难,在推削过程中造成推刀卡死甚至折断。通常取t=(1.25～1.5)Lg½。

容屑槽设计:容屑槽的设计是进行强度校验的前提。即使是针对同一种特定的工件材料,也存在着对应不同齿升量的不同的最小容屑系数Kmin。在进行容屑计算中,应使容屑系数K大于最小容屑系数Kmin以保证足够的容屑空间后,就可以确定刀齿其它的,尺寸,如容屑槽的深度h、后刀面宽度C、齿背角η、槽底半径r等。即:K=(πh2/4)/(Szlg)>Kmin。

当然,为使切屑易于卷曲和便于从容屑槽中排出,容屑设计的内容还包括在刀齿上正确开设分屑槽的步骤。

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