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MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀系列的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

時(shí)間:2011-07-20 08:54:06 來(lái)源:未知

1 引言

為滿足國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)(尤其是寶鋼二期工程建設(shè))對(duì)國(guó)產(chǎn)可轉(zhuǎn)位刀具的需求,我公司從“七五”期間開(kāi)始引進(jìn)德國(guó)英格索爾(Ingersoll)公司MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀系列產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和成套設(shè)備,隨后又購(gòu)進(jìn)數(shù)臺(tái)SUN工作站和SDRC公司的I-DEAS應(yīng)用軟件包,運(yùn)用先進(jìn)的CAD/CAM技術(shù)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)可轉(zhuǎn)位刀具。迄今,我公司已開(kāi)發(fā)生產(chǎn)了近50個(gè)品種、近300個(gè)規(guī)格的可轉(zhuǎn)位銑刀以及70余種可轉(zhuǎn)位刀片,此外還可以生產(chǎn)各種非標(biāo)刀具產(chǎn)品,為我國(guó)可轉(zhuǎn)位刀具設(shè)計(jì)、制造水平的提高作出了貢獻(xiàn)。

2 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的特點(diǎn)

(a)MAX-I型刀片(b)普通刀片圖1 MAX-I型刀片與普通刀片在刀體上位置的比較
MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀系列是一種結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能優(yōu)良的數(shù)控刀具,適用于在加工中心等數(shù)控機(jī)床上加工鋼、鑄鐵、耐熱合金、有色金屬及各種特殊材料工件,可較好滿足數(shù)控機(jī)床高精度、高效率、自動(dòng)化的加工要求。MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀具有以下特點(diǎn):
  1. MAX-I型銑刀的軸向跳動(dòng)等主要精度指標(biāo)比國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB5340~5342-85的要求顯著提高,如標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Ø200面銑刀的軸向跳動(dòng)量為0.05mm,MAX-I型銑刀則達(dá)到0.02mm;標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定支承面的端面跳動(dòng)量為0.02mm,MAX-I型銑刀則達(dá)到0.003mm。MAX-I型銑刀桿類刀具刀柄采用削平柄或7:24錐柄,孔類刀具刀柄也可與數(shù)控機(jī)床裝夾部分良好匹配,可方便地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝卸。
  2. MAX-I型銑刀的刀片采用切向排列,承受切削力的截面大,因此可充分發(fā)揮機(jī)床效率,實(shí)現(xiàn)大進(jìn)給、大切深加工。由于刀片受力截面大、磨損區(qū)域?qū)挘度兄車(chē)灰啄p,因此切削刃強(qiáng)度提高,不易引起崩刃。圖1為MAX-I型刀片與普通刀片在刀體上位置的比較。

    圖2 MAX-I型刀片的緊固

    圖3 LY-004型銑刀示意圖

    圖4 刀片型線搭接圖

    圖5 刀片錯(cuò)位值Δ和徑向前角a
  3. MAX-I型刀片利用切削力夾緊,只用一個(gè)螺釘即可固定在刀槽中(見(jiàn)圖2),刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容屑槽大,排屑流暢,金屬切除率高,且刀片更換快速、定位準(zhǔn)確,不需使用更換刀片和測(cè)量定位的專用設(shè)備及各種夾具。
  4. MAX-I型銑刀的刀體采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料制造,經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)、氮化處理后,具有很高硬度和強(qiáng)度,增加了銑刀使用壽命。

3 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的設(shè)計(jì)方法

以LY-004型銑刀(見(jiàn)圖3)為例介紹其設(shè)計(jì)方法。首先在計(jì)算機(jī)上繪出刀具標(biāo)準(zhǔn)型線;然后對(duì)刀具標(biāo)準(zhǔn)型線進(jìn)行分段,每段直線分別由硬質(zhì)合金刀片的刀刃線組成;再將各刀片在規(guī)定的公差范圍內(nèi)進(jìn)行搭接。如圖4所示,刀刃型線由刀片A、B、C搭接而成。
刀片按刀刃型線搭接排列好后,根據(jù)英格索爾MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的結(jié)構(gòu),可采用以下兩種設(shè)計(jì)方法:
  1. 刀片錯(cuò)位形成切削落差
    根據(jù)圖5所示幾何關(guān)系,刀片錯(cuò)位值Δ和徑向前角a的計(jì)算公式分別為 Δ=1[Wb#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#+C1
     
    D2-1)   C21+W2b
    ]   2 a=arcsin(   D
    式中:Wb——刀片寬度在軸向截面上的度量值
    C1——后角落差
    D——切削刃回轉(zhuǎn)直徑
    將刀片按計(jì)算出的Δ值進(jìn)行錯(cuò)位,然后轉(zhuǎn)到要求的位置上,再設(shè)計(jì)出相應(yīng)的排屑槽、空刀孔和螺釘孔即可。圖4所示刀片A即按此方法設(shè)計(jì)。
  2. 直接轉(zhuǎn)后角
    將刀片排列好后,不進(jìn)行錯(cuò)位,而是直接繞刀片的切削刃轉(zhuǎn)一個(gè)后角。圖4所示斜面刀片B、C即按此方法設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方法可保證刀刃型線的準(zhǔn)確性。

4 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的主要精度指標(biāo)

MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀(系列)的主要精度指標(biāo)見(jiàn)表1。
平面粗銑刀0.030.03d≤40
+0.025
+0.010
d=60
+0.03
+0.01
0.003平面粗精復(fù)合銑刀圓周刃0.030.03精刀片0.003平面精銑刀0.003槽銑刀0.030.02同上同上立銑刀0.020.02D=25
0~0.013
D=32~50
0~0.016
螺旋立銑刀0.050.05球頭立銑刀0.05
表1 MAX-I型銑刀(系列)的主要精度指標(biāo)
銑刀類型 圓跳動(dòng)(mm) 內(nèi)孔公差
(mm)
柄部公差
(mm)
基準(zhǔn)面公差
(mm)
徑向 軸向

5 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的切削用量

MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的推薦切削用量見(jiàn)表2。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#鑄鐵低硬鑄鐵≤170HB60~9090~1200.5~1.20.3~0.90.15~0.4中硬鑄鐵170~180HB55~8075~1050.3~1.00.3~0.80.1~0.3高硬鑄鐵220~300HB45~6060~900.2~0.80.2~0.60.1~0.2普通鋼400~700N/mm2120~240150~3000.3~1.00.2~0.80.15~0.4低硬合金鋼500~800N/mm290~180120~2400.3~0.90.2~0.80.1~0.3中硬合金鋼800~1100N/mm260~12060~1200.3~0.80.2~0.60.1~0.25高硬合金鋼1100~1400N/mm225~6030~900.2~0.8-0.08~0.15鑄鋼400~700N/mm245~9075~1400.3~1.00.3~0.80.1~0.3黃銅-150~600300~9000.25~0.50青銅-90~300150~3000.25~0.50-900~4500≥15000.15~1.00-1500~4500≥15000.15~1.00
表2 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀推薦切削用量
加工材料材料性能 切削速度
(m/min)
每齒進(jìn)給量(mm/z) 平面銑刀、槽銑刀 立銑刀 粗銑 精銑 負(fù)前角 正前角
在滿足用戶生產(chǎn)節(jié)拍要求的前提下,為保證切削安全,建議用戶首先選用低于推薦值的切削用量進(jìn)行切削試驗(yàn),如粗銑加工普通鋼的切削速度推薦值為120~240m/min,可首先選用100~120m/min進(jìn)行切削試驗(yàn);每齒進(jìn)給量推薦值為0.2~0.8mm,可首先選用0.2~0.4mm進(jìn)行切削試驗(yàn)。 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#

6 結(jié)語(yǔ)

無(wú)油軸承通過(guò)消化吸收引進(jìn)技術(shù)以及對(duì)可轉(zhuǎn)位銑刀CAD/CAM技術(shù)的大量研究,我公司除研制開(kāi)發(fā)了各種型式、規(guī)格的Ingersoll標(biāo)準(zhǔn)MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀產(chǎn)品外,還根據(jù)市場(chǎng)需求研制開(kāi)發(fā)了一大批非標(biāo)、復(fù)雜可轉(zhuǎn)位銑刀,如加工電機(jī)轉(zhuǎn)子槽專用可轉(zhuǎn)位銑刀、加工汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸用可轉(zhuǎn)位銑刀、加工鐵道錳叉、道岔專用可轉(zhuǎn)位成形銑刀、重型機(jī)械行業(yè)用齒輪銑刀、冷凍機(jī)行業(yè)用螺桿轉(zhuǎn)子銑刀等,其中許多產(chǎn)品填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,成功地替代了價(jià)格昂貴的進(jìn)口刀具,有力地推動(dòng)了機(jī)械制造行業(yè)的刀具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

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