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轴承知识

刀具侧隙角的加工在内外圆磨床上的应用

2018-07-02
于慧敏
(哈尔滨电机厂有限责任公司)
  摘 要:文章对锯片铣刀如何在内外圆磨机床上加工侧隙角的方法进行描述,并通过自行设计、制作辅助工具(胎具),解决了现有机床不能完成刀具侧隙角加工的困难,满足了使用要求,达到了提高机床的加工性能及对机床进行新技术开发的目的。
  关键词:侧隙角;自制工具;技术开发
  1 引言
  锯片铣刀在机械加工中是比较常用的刀具,常用于工件的切断、开槽、平头等加工功能,侧隙角的作用是减小加工过程中产生的阻力并防止在加工过程中因夹刀而产生的打刀、损坏工件等现象的产生。工件越大,槽形越窄、越深,刀具与工件之间产生的加工阻力就越大,夹刀、打刀现象就越严重,给生产造成困难,因而在刀具的厚度两侧加工侧隙角是非常必要的。
  2 项目的来源
  锯片铣刀侧隙角的加工通常应在卧轴圆台平面磨床上加工,我公司的卧轴圆台平面磨床因年久损坏报废后,锯片铣刀及三面刃铣刀的侧隙角暂无机床能够加工,给生产刀具造成困难,为了解决生产急需,我们决定在内外圆磨床上进行技术开发,利用加工外圆的侧头砂轮来加工刀具的侧隙角。
  3 加工方法及难度
  在卧轴圆台平面磨床上加工工件时,机床的转台是水平位置放置,并且可以调整角度,转台平面具有磁性,被加工工件吸附在转台平面上(图1),通过转台旋转,完成刀具侧隙角的加工,在加工过程中刀具不会产生变形及振动现象。
  图1 卧轴圆台平面磨床加工示意图
  在内外圆磨床上加工工件时,由于机床装夹方式为立式装夹,且刀具多为直径大、厚度薄的工件,卡爪不能直接夹刀具外圆,(原因:装夹不住、刃部齿形容易遭到破坏、产生加工变形等)所以工件的装夹及消除加工变形是生产中急待解决的关键问题。
  4 解决方法
  经过分析研究,通过自行设计、制造辅助工具,采取以下措施解决了机床装夹问题:
  4.1首先设计一胎板,在胎板中心加工一个锥孔,将定位轴紧配于胎板上(选用锥孔的目的是增加定位精度),定位轴与胎板间用螺钉备紧,防止定位轴转动,被加工刀具的端面紧靠在胎板上,用定位轴定位后将端盖固定在刀具端面上用螺母把牢,可消除加工时刀片产生的颤动,用四爪卡盘夹住胎板,这样就解决了装夹难题(2)。此胎具的优点是:胎体采用通用结构,定位轴采用可换式锥销定位,当工件内孔尺寸改变时,只要配一个定位轴即可满足使用要求,这样不仅解决了不同尺寸的刀具的加工问题,而且节省了加工费用,降低了加工成本,解决了困难,满足加工要求。

图2 装夹效果示意图 
  4.2通常锯片铣刀的直径较大(∮200mm以上),厚度较?。ㄒ话阍?~5mm),侧隙角的角度根据刀具直径的不同选用范围一般在0.5°~1.5°之间,所以加工时刀具容易发生翘曲变形。如果刀具变形、不平,加工产品时刀具旋转就会发生偏摆现象,被加工的工件容易超差。如何消除刀具的变形,采取的措施是在刀具粗加工后再次进行热处理工序,在真空炉高温回火以消除应力,同时加工时采用小进给量,多次翻身、冷却的方法用于减少加工应力。
  4.3内外圆磨床有两个磨头,利用内圆磨头加工时,砂轮侧面与工件接触,加工面积大,因而阻力大,由于伸出刀杆细长,加工时及易产生振动,加工表面产生振动波纹,光洁度不高。利用外圆磨头加工时,由于砂轮靠不到工件的加工部位(机床位置受到限制),只能将机床夹盘动力头和磨头同时旋转成复合角度,利用砂轮外圆加工刀具侧隙角(3)。用这种方法加工的工件其表面光洁度高,工件端面紧靠在胎板上,因而加工变形小,满足了设计图纸的要求,而且生产效率高。

图3 加工状态示意图
  5 效果对比
  利用上述方法加工的刀具已经在生产实践中得到应用,并且加工效果很好,被加工的刀具侧隙角表面光洁度经检测可达Ra1.6以上,且变形小,生产效率高,满足了使用要求,因此对机床的加工性能进行技术开发,将有效的提高机床的利用率,还可降低刀具的制造成本。
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