有刃倾角的成型车刀设计—加工直线轴承止推槽.pdf

第2 3 卷第 1 期 1 9 9 5年 3月 哈尔滨轴承 JOURNAL OF HARBI N BEA RI NG 2 Z V，有刃倾角的成型车刀设计 加 工 直线 轴承 止推 槽 姜维胡 晓杰(哈 尔 滨 轴 季 股 份 有 限公 司)Vo 1 2 3 No 1 M a r1 9 9 5 侗 盟。而 成型 刀具是 轴承生 产制 造过程 中使用较 广 泛的一种 切削刀具 如：轴承蒗道 内径和 外 径月 面及密封盖 的槽 口的加_ j_ 等等均使用 成型刀 具。率文讨论的是直 线轴承止推槽加 工用 的 圆柄成型 刀具 的设计。按常规设计 根据切 削刀具原理 成 型刀具在设 计时 只考 虑前角在 加工过程 中引起的误差，设计时 给 予修正，不考虑 刃倾 角。其原 因是 被加工零 件一次成型 加工的各部 相互问的几何尺 寸均 是 由成型车刀本身 的几何尺 寸决 定的。如将 成 型 具磨有一定 角度 的刃倾 嫡将造成刀 具在 加工工件时各 切削刃不能 时在 杖加一 L 工件 的同一 中心高，造成被 力【I I-工件 各 儿 何 尺寸与 刀具设计的各部尺 不 符，坦在 批 量 自动化 连续 生产加工过程 中，需 要解 决连 续加工过程 中的切屑及时排 出卡胎，以保证 具的 刃倾 角 因此 就提 出了有 刃倾 角的成 型 刀具的设计 问题。2 加工直线轴承止推槽使用的圆 柄无刃倾 角成型刀具设计原理(圈1)7 J 具在使用安 装时刀具 中心 高于 工件 中心线h ：则：h =r s i n“前刀面与 刀具 中心 距离 k=r H s i n(口+)工件止推槽半径月、月，则：=月 s i n?A1=月 c o s ,2=月，一h C=J 一 z 维普资讯 http:/ l 8 哈尔滨轴承 第2 3 卷 闺1 圆 柄 无|刀倾 角成 型 刀具 加 工示 意 圜 f=r ，C O S(+】)B：=B】一C 由上述公式求 出相对于工件 止推槽的刀 具 各部半径 尺寸 r ：r|=、+B2 3 成型刀具有刃倾 角时造成 的工 件加工误差 J 具在 自动 化机嗽实 际使用时，特别是 在加工 内径时，为 便于排 出切渭，刀具往 往被修 磨成有一 定角度刃倾角。由于 倾 角 作用 造成工 件在 实 际尺寸上各点径 向尺 日 产生 一 个 误 差，见 图 2。由于刃倾 角使得成 型刀具 切削刃，能 保 持在 同一平 面切 削，造成工 件同一尺寸的各 槽 之闻出现一误差6 其误差曲大小取决 于 工件被加工部位轴 向尺寸及刀具 刃 倾 角 值 见 图 4。工件被加工的轴 向尺 寸越大 曲 值趣大；值越大，值越大。对 于工件 槽 的轴向尺寸较小，如小型 向心 球轴 承的密 圈 2 刃倾 角在加 工 时 产 生误 差示 意 四 封盖槽小 于1 5 ram 下 时，)J 具刃倾 相造 成 误差6 对工件的 产品质量影响 不太(没有超 出工件 尺寸公差范围)。而直 线轴琢止推稽 的轴 向尺寸在 3 l 0 mm之间这样刃倾角造 成的误差就较大，超出工件 尺寸公差范【罚。如：Z X3 0 4 5 6 4 o 1止推槽的 最天轴 向 尺 为6 ram 在 刀具有6 1 刃倾 角时，刀县 一半径的 切削刃加工 后的工件K 误 差 为 2 6=0 2 O 4 ram 在 i=6。时，删量被加工工件结皋见 3，图3 同一 半 径 的 槽之 间凡 寸误 差 示 意 图 同一D。两槽尺 寸相 差2 6。=0 1 m；同 一 的两内径尺 寸相 差 2 =0，1 0 r n mj逝 成工件报废。解决 上述 问题 的方法是 改变常 规设 计方法，没计 出有一定 倾 角的直线轴 承止推 槽的 圆柄成型 刀具。一 1 维普资讯 http:/ 第 l期 姜 维 等：有 刃倾 角 的 成 型 车 刀设 计 4 有刃倾 角的圆柄成 型刀具设计 原理及计算 4 1 根据生 产使用需 要及切削 中的具 体 情 况(前 角、后 角变化对切 削的影响)，确定 Z=6 (刃倾 角)，见图 4。蹄 冒 4有 刃倾 角 的 圆 柄 成 型 刀 具 示 意 图 4 2 安装刀具时，刀 具 的中心高于工件 中 心线，见图 5。r 一|I 圈 5 有 刃倾 角 的 圆柄 成 型 刀&T W-示 意 图 r。刀 具最 大半 径：r s i n(0 4-)K 刀 具前 刀面 与轴线距离。工 件止 摧槽最大半径 工件止推 槽各部位半径 P：只ns i n m D=H 0t g 2 A。=r D。一(P+mo)C：C D 一 o m：H t g Ci=只 一(尸 m)A。：C C H。工件止摧槽最大直径距基准 的轴 向尺 寸(图 6)H 工件止推槽各部位轴 向尺寸(图 6)图 6加I零件 简圉 囤 7刀具切 削部份 示意 图 维普资讯 http:/ 2 0 咯尔滨轴承 求 出刀具各切 削刃直径d 。4 3 根据工件工艺要 求，确定刀具切 削 部 分各轴向尺寸 见图 7。日 工 件槽宽 H 工件槽 宽=云 一 莠2 3 卷 H，：+H。工件倒 角位置 尺寸 H k +H。，工件 倒角位置尺寸 H=。+2(取 整 数)4 4刀具 最大 直径 的 确 定(见表 1)4 5由刀 具 最 大 直 径 d o 确 定_，J 具结 构R 寸，见 表 2、图 8。表 I 刀具最大直径 与工件孔径对照表 O 5 0：5 0 3 D 4 0 8 2 l O 0 2 1 2 O 2 4 1 40 2 4 20O 28 3 0 0：8 5 5 1【l _ I“i 一 s I 4 0 0 5 1 l 60 0 j 6 7 50 O 5 l 8 。I 国8刀具 结 构 尺 寸 简 国 已知：r。=2 0(表 1给 出)=7 5(设 计 给 定)3 击=6。(设计给 定)吾 誓 x 8 1 为 例 见 。H日 o=。5 0。：。设 计 刀 具 维普资讯 http:/ 第 1期 姜 维 等：有,7 倾 角的 成 型 车 刀设 计 月3=2 7。3 4=27 h =4 图 9 I I件 简 困 计算 刀具各切 削部位直径d，d ，d。，d 据 上 述公 式：。=H 0t g 2=5 6t g 6。=O 5 8 9 l=H t g 2=8 2 8t g 6。=0 8 7 3=H 3t g 2=0 =H 4t g 2=3 3 3t g 6。=0 3 5 ：8 r c si n：a r c si n r n 2O =11。3 2 1 3 ：a r c si n：af c s i n 7 5 r n 20 =22。l 27 =2 2。1 27 一 11。3 2 1 3 =1 0。29 1 4 P=月 s i re,=2 9 s i n1 0。2 9 1 4 =5 2 7 9 。=i=；2 0 一(7 5 0 5 8 9)=1 8 2 1 9 CD=0 一(尸+。)。=2 9 一(5 2 7 9 0 5 8 9)=2 8 4 C=C 一 =2 0 1 1 8 2 9 1：0 1 0 9 CI=、I (P+，1)=2 8 4 5 一 一(5 2 7 9+0 5 8 9)=2 7 93 5 C2=月2 一(尸+2)=2 8 1 2 5 一(5 2 7 9+0 8 7)=27 4 45 Cs=月3 一(P+a)=2 亍 =(5 2 2 两)2 6 7 8 5 C=-月。一(_尸 m4)=、2 7 一(5 2 7 9+0 3 5)Al=Cl C=2 7 9 3 51 0 1 0 9 A2=C2 一C=2 7 4 4 51 0 1 0 9 As=C 9 一C=2 6 7 8 51 0 1 0 9 A4=C 一C=2 6 4 0 7 1 0 1 0 9 dI=2 r =z,l。+(+m1)26 4 07 17 8 26 1 7 3 36 1 66 7 6 1 62 9 8 2 7-0 了 38 76 5 d 2=2 r 2=2 2 +(+2)2 1 7 3 3 6 +(7 5+0 8 7)36 50 2 d =2 r。=2 n+z,1 l丽(7 一=3 6 5 7 d =2 r =2=2 1 6 2 9 8 +(7 5+0。3 5)=361 8 切削刃处 各部轴 向尺寸如下：H I=H I =2 0 5 H 2=H =2 0 H H。，：一 一2 x 2 9-呈 踅=088 H =I+H 3 =3 6 8+0 8 80 3 5 =4 21 H 0=+H 3 =8 2 8+0 8 80 3 5 =8 81 l苷=H 0 4-2：1 0 8 1 取整=1 1 对 照表 1、2得出刀 具 的 各 结 构 尺 寸(略)设计 的刀具 见图1 O。维普资讯 http:/ 6 结论 哈尔滨轴承 h 量 蔫；0 J b 图1 O 新 设 计 的 刀 具 国 有 刃倾角的直 线轴 承止推槽 圆柄 成型 刀 具的设计使用 既保证 了直 线轴承止推槽的 第2 3 卷 加工质量。同时也满足了 自动化、批量生产 的实际需求 加工后 的工件经 钡 试检查 其 误 差值 均小 于 0 0 2 ram远远小 于工件 的尺 寸公差 范围完全达 到工 艺技术要求。维普资讯 http:/