【導讀】工裝設(shè)備以及成形拉刀的設(shè)計計算。擺線齒輪泵中以內(nèi)轉(zhuǎn)子為主動輪，外轉(zhuǎn)子為從動輪，精度又經(jīng)濟的方式。而且還介紹了在單件生產(chǎn)綱領(lǐng)下，進行擺線齒輪泵外轉(zhuǎn)子曲面磨削。確定了磨削參數(shù)及工藝裝備。本加工方法具有傳動鏈短，砂輪修磨簡單，可穩(wěn)。定的保持加工精度。拉刀強度計算及拉削力的校驗.........

　　

【正文】 ： ~?fa mm 4. 齒距 兩個相鄰刀齒間的軸間的距離就是拉刀的齒距，見圖 41 25 圖 41 拉刀的齒距 齒距大，則拉刀長，拉削生產(chǎn)率低。齒距小，同時工作齒數(shù)多，則拉刀工作平穩(wěn)，加工表面質(zhì)量提高，但若齒距過小，使容削空間減小，造成切削擠塞，會導致拉刀折斷或刀齒崩裂現(xiàn)象，且因同時工作齒數(shù)增多，拉削邊也相應的增加會造成拉刀負荷超載，拉刀同時工作齒數(shù)一般為 8~3 個。 同時工作齒數(shù) ez 可用下式計算： /1cz e t?? 所得之值應略去小數(shù)成整數(shù) 拉刀的齒距 t 可用以下經(jīng)驗公式計算 ( ~ )tL? (41) 式中 L 為拉削長度，單位為 mm 26 計算所得的 t 值取成 拉刀上的齒距一般不規(guī)定公差 則 ( ~ ) 54tt? =~ 由于成形拉齒余量不變，所以去標準值 μm12?t / 12 1 ? ? ? 圓整后取 5ez ? 過度齒的齒距數(shù)值與粗切齒相同，取 12??tt過 精切齒的齒距與標準齒的齒距一樣。 可按下式計算： ~)~()~( ????? tttt g精 取 9?gt mm 5. 容屑槽 容屑槽是形成刀齒的前刀面和容納切屑的拉削是屬于封閉容削形式的，切削必須全部容納在拉刀的容削形成槽中，如果容屑槽不夠大，切削會在槽內(nèi)擠塞，輕而影響加工表面質(zhì)量，嚴重時會使拉刀損壞，因此容屑槽的形狀與尺寸對整個拉削過程有很大影響，理想的容屑槽的形狀保證切削能順利地卷成較緊密的螺卷并保證刀齒有足夠的強度和重磨次數(shù)，常用的容屑槽有三種形式， 直線齒背形 這種容屑槽形式是由一段直線，一段圓弧和前刀面組成槽型簡單、制 造容易、適用成形拉削脆性材料（鑄鐵黃銅，青銅等），以及加工普遍鋼材時適用成形拉削方式的拉刀。 曲線齒背形 這種容屑槽形式是由兩段圓弧和前刀面組成，它的特點是容削空間較大，有利于切削的卷起和清除，適用于拉削韌性材料的大齒升量拉刀，輪切式拉刀大都采用這種形式的容屑槽。 加長齒距形 27 這種容屑槽形成的底部是由兩段圓弧和一段直線組成，它的齒距較大，有足夠的容屑空間，適用于拉削深孔，由于拉削齒形時余量較多且不均勻，采用加長齒距形的容屑槽，能保證有足夠的容屑空間，因而選用第三種加長齒距形容屑槽形式作為我所設(shè)計拉刀的容屑槽 形式其參數(shù)關(guān)系為： 切削法：由表 184及 185有 5?h 4?g ?r 校準齒： 5?h 3?g 2?r 容屑槽的尺寸必須經(jīng)過校驗估計才能最后確定，否則所適的容屑槽可能會產(chǎn)生容屑槽空間過小，造成拉削時切屑擠塞，使刀齒或拉刀損壞。 顯然，切屑的體積 v屑 在極限情況下只能等于容屑槽的有效容積 v槽 ，但實際上切屑在容屑槽中卷曲和填空是不完全緊實的，其中存在空間，為了保證有充分的空間容納切屑，則切屑體積必須小于容屑槽的有效容積，而后者與前者的比值就稱為容屑槽容屑系數(shù) k，即： /k v v? 屑槽 。 如果忽略切屑寬度方向的變形，那么容屑系數(shù) k就可以近似的用它們在拉刀軸向截面中面積比來表示，即： /k F F? 屑槽 。所 以在設(shè)計拉刀時，為了保證有充分的容屑空間，容屑系數(shù) k 的數(shù)值必須選擇適當，顯然它是和切屑的類別卷曲程度有密切的關(guān)系。對于帶狀切屑，當卷曲愈疏松時，空隙越大時，則容屑系數(shù) k 也要愈大。而崩碎切屑的容屑系數(shù)可比帶狀切屑小些，切屑的類別和卷曲程度受加工材料性質(zhì)齒升量和切屑寬度等許多因素的影響。因此對于不同的加工情況容屑系數(shù) k的大小也應選用不同，通常由實驗研究加以確定，計標時查 [Ⅲ ]表 186，取 ?k 。 拉刀容屑槽的有效截面積 F槽 可看作半徑 hr ? 的圓面積，即： 24hF ?? ，即254F ??? 而拉刀切下的切屑截面積可近似地取為切屑層的斷面積。 fF a t??屑 ，其中 fa 為齒升量， t 為拉削長度 。 即， ??屑 。因此設(shè)計拉刀 25 5 .9 90 .0 6 5 4 .6FF ? ????槽屑﹥ ?k 。 28 故容屑槽能滿足要求。 6. 前角 0? ，后角 0? 和刃帶 1ab 前角對切屑的形成和卷曲，對拉刀的耐用度和拉削刀的大小都有很大影響。前角數(shù)值一般根據(jù)工件材料的性質(zhì)來選取，加工韌性金屬時，前角宜取大些，加工脆性金屬時，前角宜取小些。參照 [Ⅲ ]表 187，選γ 0=15176。后角 0? 的作用是減少刀齒后刀面與被加工表面之間的摩擦，內(nèi)拉刀的后角較小，因為若后角過大，則拉刀磨后的直徑將減小很多，拉刀使用壽命大為縮短。 查表 188取 030320 ?????? 刃帶 1ab 的作用是便于在制造拉刀時控制刀齒直徑，刃帶不能太寬，否則會加劇摩擦，降低加工表面粗糙度， 查表 188， 1ab 取 ~ 7. 分屑槽 分屑槽的作用是減少切屑寬度，便于切屑容納在槽中，當切削韌性金屬時如沒有分屑槽，則成形拉刀每齒切下的金屬層是圓中，切削經(jīng)受很大的變形才能卷起來，同時它會套在容屑槽中使切屑清除十分困難，對拉削過程十分不利。所以切削寬度較大的拉刀刀齒上，都有分屑槽將切削分成許多小段。如圖 42； 分屑槽的深度一定要不大于齒升量 fa ，否則將不起分屑作用。 圖 42 分屑槽 分屑槽上沿整個刀齒的后刀面上的槽深應做成相等以保證整個 分屑槽底部產(chǎn)生了負后角，前后刀齒上分屑槽的位置，要相互錯開，以便后一刀齒可以拉削前一個齒留下的金屬層。 29 分屑槽的形成如圖 42所示 在分屑槽的尖角處槽側(cè)角ε要大于 ?90 ，改善散熱條件，應避免 b的情況。 在我所設(shè)計的拉刀中，第 101? 個齒按圓孔拉刀磨分屑槽，即一周磨 14 個分屑槽，保證分屑后切削寬度為 76? mm。第 2511? 個齒奇數(shù)齒上磨一個分屑槽，交錯排列。其尺寸，查工藝裝備設(shè)計手冊 刀具設(shè)計 [26]表 918? 取， 10?b ， ?fh . 8．切削齒的齒數(shù)和直徑尺寸 選定齒升量 fa 值，切削齒的齒數(shù) z 可按下式進行估算： 4 1 . 1 4 3 4 . 7 5( 3 ~ 5 ) ( 3 ~ 5 ) 5 4 ~ 5 82 2 0 . 0 6fAz a ?? ? ? ? ?? (42) 選取 54?z 個齒 第一個齒的直徑尺寸為 ?d mm，第二切削齒開始，粗切齒、過渡齒的直徑為：fadD 20202 ?? 校準部設(shè)計 校準部用以提高孔的精度和表面粗糙度，校準齒還可作為精切齒的后備齒。 校準齒的功用是清除切削齒遺留下來的不平度，校準孔的尺寸和形狀，校準齒的直徑時相同的，沒有齒升量，因此它的主要參數(shù)與切削齒有所不同。 1. 校準齒的直徑 由于是粗拉，不考慮拉孔徑的擴大或收縮。因此，為了使拉刀的重磨次數(shù)增多，使用壽 命增長，拉刀校準齒的直徑應取為工件孔的最大尺寸，在所設(shè)計的拉刀中，取校準齒的直徑為 ? 。 2. 校準齒齒數(shù) 拉刀的校準齒直徑重磨后一次補成精加工切齒，當被加工孔精度要求高時，則校準齒就應取得多一些，反之，則少些。查表 1118? ，取 6gz ? 。 3. 校準齒齒距 由于校準齒不起切削作用，校準齒齒距 gt 可以做的短些。當切削齒齒距 +710 mm時，取 ~)~( ?? tt g mm 在所設(shè)計的拉刀中取校準齒齒距 9?gt mm 30 4. 校準齒的前角、后角和刃帶 校準齒的前角γ可取為 0~3o ，有時為了制造方便，前角值與切削齒相同，在此0 15o? ? 。 校準齒上的后角 ? 取得比切削齒的后角要小，因為校準齒的直徑就是拉孔后所要求的尺 寸。如果后角大，重磨前刀面后拉刀直徑會很快減小，使拉刀使用壽命縮短，一般圓孔拉刀的校準齒后角 39。39。30 ~ 2 30o? ? ，所設(shè)計拉刀為成形拉刀，故可取 39。0 30 ~1oo?? 。 為了保證校準齒尺寸不會很快減小，另一方面為了提高拉削過程的平穩(wěn)性，校準齒上后刀面的刃帶 1ab 做得比切削齒的刃帶寬很多，常取 1~ ?ab mm。在此，選校準齒刃帶 ?ab mm。 其它部分及拉刀總長度 1. 拉刀頭部、頸部和過渡錐部的尺寸 1) 拉刀頭部的結(jié)構(gòu)形成 對于拉刀頭部結(jié)構(gòu)要求是能保證快速裝夾和承受最大拉力，快速裝夾拉刀的頭部尺寸可查工藝裝備設(shè)計手冊 刀具設(shè)計 [26]表 1218? ，如圖 43， 31 圖 43 拉刀頭部 選擇各參數(shù)尺寸如下 321?D ， 252?D ， 201?l , 322?l , 5?l 2) 拉刀頸部 拉刀頸部的直徑略小于頭部的直徑 1~ mm，也可以把頸部與頭部做成一樣粗細，拉刀頸部的長度應保證拉刀第一個刀齒尚未進入工件以前，拉刀的頭部被拉床夾頭卡住。因此，頸部的長度的情況確定，需考慮到拉床的檔避壁厚度，法蘭盤厚度，卡頭與擋壁的間隙等有關(guān)數(shù)值，由于此拉刀在 L6140拉床上使用，故取 1421 ?L mm。 3l 為前導部長度，其值 等于工件長度 al — 法蘭盤厚度，通常取 40~30 mm bl — 拉床擋壁厚度 cl — 卡頭與拉床擋壁間隙，一般為 20~5 mm 2L — 柄部長度，其計算公式為 )mm(13212 lllLL ???? 1L 、 2L 為拉刀頭部尺寸 3) 過渡錐部的確定 過渡錐部的作用是便于把工件套前導部上，它的小端直徑是與頸部直徑相同，過渡錐長度為 102?L 、 1 20 mm 三種，在此取 202?L mm。 2. 前導部、后導部及尾部 拉刀的前導部和后導部主要是在拉削時起主導向作用，它們的長短和直徑數(shù)值要選擇的合適，否則將直接影響加工質(zhì)量。 1 前導部的長度 3l 此長度是過渡錐大端到第一個刀齒（包括第一個刀齒的容屑槽長度）之間的距離。通常取拉刀的前導部的長度等于工件的長度，即 3 wll? ，在這里孔的拉削長度較長， 32 0 5 6 .4 1 .63 4 .7 5wl d ??較大，故取 203?l mm。長度公差為自由公差，前導部的直徑 03d等于工件拉前孔的最小直徑。 2 后導部的長度 L后 這一段長度可取為工件長度的 ~23ll，但不得小于 20 mm，取長度為 20 mm。后導部的直徑 D后 等于拉削后工件孔的最小直徑，現(xiàn)取其值為 ? ?? 3 拉刀尾部 當拉刀又長又重時，尾部用來承推拉刀，防止拉刀下垂，一般拉刀則不需要，因此所設(shè)計拉刀沒有尾部。 3. 拉刀總長 L 拉 刀總長度是各部分長度的總和（見圖 44刀具圖） 1 2 1 3L L L l l l l l? ? ? ? ? ? ?切 后校 1L 、 2L — 拉刀頭部尺寸 1l — 拉刀頸部長度 3l — 拉刀前導部長度 切l(wèi) — 拉刀切削部分長度 校l — 拉刀校準部分長度 后l — 拉刀后導部分長度 確定拉刀總長度時，要考慮到拉刀拉床的最大行程，拉刀的制造條件。 熱處理的變形和淬火設(shè)備等因素，一般其總長度與直徑之比0 35Ld ?。如果設(shè)計 33 的拉刀過長，在不得已的情況下，可分開做成兩把以上的一套的拉刀。在此取拉刀總長度為 1200mm 拉刀強度計算及拉削力的校驗 1. 拉削力的計算 拉削過程中產(chǎn)生的最大拉削力 maxF 必須小于拉床允許的額定拉力，同時最大拉削力還 受拉刀本身允許強度限制，所以還必須校驗拉刀允許的強度，否則可能使拉床損壞或拉刀折斷。 最大拉削力 maxF 可按下式進行計算： max zbeF F Z? ?? ? zF — 刀刃單位長度上的拉削力 （ N/mm） ，由實驗測得，見工藝裝備設(shè)計手冊 刀具設(shè)計 [26]表 2518? . b? — 每個刀齒切削刃的總長度 （ mm） eZ — 同時工作齒數(shù) 拉削力計算 每個刀齒切削刃的總長度為： 0b d??? ，式中 0d — 刀齒的最大直徑，取 0d = mm 故 5 3 30m a x ????????? NZdFF Z ?? KN 2. 拉刀強度計算 拉刀工作時，主要承受拉伸應力，可按下式進行校驗。 ][minmax ??AF N/m2，其中 maxF — 拉刀工作時的最大拉學力 （ N） minA — 拉刀上的危險截面面積 （ mm2） []? — 拉刀材料的允許應力 （ N/m2） 在此 maxF = KN minA = 4/ 2 ? = ?? m2 a[ ]=34 7 ~ 39 2M P? 34 由于 6 5 0m i nm ax43 ???? ?AFMPa＜ ][? = 392~343 Mpa 因此，強度滿足要求。 3. 拉床拉應力驗算 計算所得拉削力必須小于拉床的實際拉力，根據(jù)拉床的新舊程度，額定拉力 額F ，可以修正系數(shù)得拉床的實際拉力，因所用拉床為舊拉床，且處于良好狀態(tài)，故取修正系數(shù)值為 .故實際拉力為 。 L6140額定拉力為 KN400 ，由于 ax ? ＜ ?額F ，故拉床拉力完全滿足拉削要求。