【正文】 4. 兩端面： 參照機(jī)械加工工藝手冊(cè) [27]表 124，表 139，表 128，制訂工序尺寸及余量為： 8 棒料長(zhǎng)： 65mm 切斷： 60mm 粗車至： 57mm 磨： 車： 磨： 車至： 磨至： 粗磨至： 22mm 5. 確定切削用量： 工序Ⅰ：切斷成 66mm ，斷口 5mm 刀具：硬質(zhì)合金車刀 YT5，刀頭長(zhǎng)度 65mm ，刀寬 5mm ，切削用量的計(jì)算查表： 1) 進(jìn)給量： 查手冊(cè)表 316 ~ m /rf ? 取 ? 2) 切削速度 查機(jī)械加工工藝手冊(cè) [27]表 320,選 ? 3) 確定機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速 1 0 0 0 1 0 0 0 2 . 5 1 3 . 3 r /s 7 9 . 6 r /m in3 . 1 4 6 0s vn d?? ?? ? ?? ＝ (21) 按機(jī)床 C6201選取 800r/minn? ? 實(shí)際切削速度為 3 . 1 4 6 0 8 0 0 2 . 3 7 m /s1 0 0 0 1 0 0 0dnv ?? ??? ? ? (22) 工序Ⅱ車削外圓、端面及內(nèi)孔 9 1) 加工條件 工件材料： 20roCM ?δ 棒料直徑 60mm? ，長(zhǎng) 65 mm 加工要求：外圓 57? mm，達(dá)到 ? ? mm， ? 端面達(dá)到 ? ?? mm ? 內(nèi)孔達(dá)到 ? ?? mm ? 機(jī)床： 6201C ? 刀具：端面車刀 刀片材料： 15YT 刀桿尺寸： 216 25mm? 刀片參數(shù)： 90rk? 。 0 12d? 。 拉胎 問(wèn)題的提出 為保證外轉(zhuǎn)子七圓弧齒齒形的位置精度和形狀精度，在拉床上使用拉胎進(jìn)行加工。外圓為輔助定位。而同軸度、垂直度在本工序允差要求小于 即可，可見(jiàn)滿足要求。 胎具結(jié)構(gòu) 為防止端面與外圓柱面同時(shí)定位產(chǎn)生過(guò)定位，設(shè)計(jì)時(shí)采用球面墊來(lái)做適當(dāng)調(diào)整，清楚過(guò)定位，以防止損壞拉刀。 磨胎 問(wèn)題的提出 由于外轉(zhuǎn)子需加工出均布圓周上的七個(gè)圓弧齒形，這就要求設(shè)計(jì)分度裝置，并且要 19 保證齒形精度，因而提高精度是主要問(wèn)題。因而，為保證位置精度，將外圓柱面及端面作為定位基準(zhǔn)，所以在磨齒以前先保證定位基準(zhǔn)之間的精度，防止過(guò)定位影響加工質(zhì)量，并采用自動(dòng)定心的彈性?shī)A具進(jìn)一步保證精度，這樣在理論上講定位誤差為 0。 夾具結(jié)構(gòu) 1. 定位裝置 端面及外圓柱面均采用七個(gè)均布定位銷來(lái)定位，在安裝之后在磨床上磨一刀保證精度。該裝置的主要元件是彈性薄圓板，在外緣部分有卡爪，其工件原理如圖 31 20 圖 31 夾緊裝置 我所設(shè)計(jì)的磨胎就是符合上述原理的膜片卡盤以左方端面和外圓為定位基準(zhǔn)，在七個(gè)等支承釘和膜片的七個(gè)卡爪上夾緊螺釘，使用時(shí)先正轉(zhuǎn)螺釘，使頂塊頂住膜片中心處，使膜片產(chǎn)生彈性變形，從而使七個(gè)卡爪同時(shí)張開(kāi)，以便放入工件?？ㄗι系穆葆斂梢哉{(diào)節(jié)以適應(yīng)直徑尺寸不同的工件。這種“就地”加工必須在卡爪有一定預(yù)緊 量下進(jìn)行。若調(diào)整工作的定心精度可達(dá) ? ，這樣可以滿足工件位置精度，齒形對(duì) ? 的不平度，允差 ，又由于端面與外圓柱面一刀下，也就保證了對(duì) 端面的不垂直度允差 。 21 在設(shè)計(jì)膜片卡盤時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： 1) 膜片應(yīng)有合適而均勻的厚度，以保證必要的剛性和穩(wěn)定的定心精度，同時(shí)要使工件裝卸方便省力，膜片厚度不小于 5~7mm ，設(shè)計(jì)時(shí)可參考表 31，其厚度不均勻性應(yīng)不大于 ，否則影響定心精度，取膜片直徑為 160mm ，厚度為 10mm 。 3) 卡爪的外伸高度應(yīng)根據(jù)膜片大小和工件尺寸來(lái)決定，一般取為膜片外徑的 1/3到 1/4，這里取 48mm ，為了使夾持的穩(wěn)定性良好，卡爪應(yīng)能保持在工件寬度 1/2到 2/3處為宜。本工件要求等分允差為 177。 1) 分度裝置主要 元件間的配合間隙，如分度銷與分度孔之間的配合間隙 1? ，分度銷與導(dǎo)套之間的間隙 2? . 2) 有關(guān)元件工作表面的相互位置誤差，如分度盤上各孔槽之間的角度誤差 ??? 。例如分度銷本身誤差，只要分度銷不轉(zhuǎn)動(dòng)，屬于固定因素，不影響分度誤差；導(dǎo)套內(nèi)外圓的同軸度誤差也是固定因素，他們只影響分度銷能否順利插入分度孔，并且 不影響分度誤差。 22 考慮上述因素在設(shè)計(jì)夾具時(shí)采用直拉式單斜槽分度裝置。 2) 通過(guò)楔塊彈簧裝置消除分度銷與 導(dǎo)套之間間隙 2? 。 4) 正確安排分度銷的位置，因考慮轉(zhuǎn)軸與軸承間隙的影響，分度銷就應(yīng)與被加工表面位于轉(zhuǎn)軸的同側(cè)。 5超微型軸承，規(guī)格為5 18 3d D B? ? ? ? ? D級(jí)精度并選用 25180 /GB Z S 砂輪，硫磺粘結(jié)，砂輪轉(zhuǎn)數(shù)約為15000轉(zhuǎn) /分。 第 4章 內(nèi)曲面成形拉刀設(shè)計(jì) 粗拉刀設(shè)計(jì) 切削部設(shè)計(jì) 切削部擔(dān)負(fù)著拉刀的切削工作，切除工作上全部加工余量。 1. 拉削方式的確定 成形拉刀是采 用成形分層拉削方式，各刀齒的廓形為不同半徑的圓弧，采用這種拉削方式可獲得較高的工作表面粗糙度。 成形拉削的余量不等，對(duì)于工件采用粗拉、精拉兩部拉齒，保證磨削余量 mm，拉削余量 i nm a x ????? ?? ddA mm， 其中 maxdω 是拉削后孔的最大直 24 徑， min?d 是拉削后孔的最小直徑。 齒升量最小不應(yīng)低于 ，因?yàn)辇X升量太小切削厚度太薄，要求刀齒非常鋒利不然刀齒很難切下，薄薄的金屬層則容易造成擠刮現(xiàn)象，加速刀具的磨損，降低拉刀的耐用度，同時(shí)使加工表面惡化。 粗切法過(guò)度齒及精切齒的齒升量是不同的，通常粗切齒應(yīng)該切去拉削余量的 80 %左右，每齒的齒升量均相等 ,為了使拉削負(fù)荷逐漸下降，過(guò)渡齒升量，是按粗切齒齒升量逐漸遞減至精切的齒升量。齒距小，同時(shí)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(guò)小，使容削空間減小，造成切削擠塞，會(huì)導(dǎo)致拉刀折斷或刀齒崩裂現(xiàn)象，且因同時(shí)工作齒數(shù)增多，拉削邊也相應(yīng)的增加會(huì)造成拉刀負(fù)荷超載，拉刀同時(shí)工作齒數(shù)一般為 8~3 個(gè)。 可按下式計(jì)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(huì)在槽內(nèi)擠塞，輕而影響加工表面質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使拉刀損壞，因此容屑槽的形狀與尺寸對(duì)整個(gè)拉削過(guò)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(qiáng)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(jiǎn)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(shí)適用成形拉削方式的拉刀。 加長(zhǎng)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(shí)余量較多且不均勻，采用加長(zhǎng)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(zhǎng)齒距形容屑槽形式作為我所設(shè)計(jì)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(zhǔn)齒： 5?h 3?g 2?r 容屑槽的尺寸必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)估計(jì)才能最后確定，否則所適的容屑槽可能會(huì)產(chǎn)生容屑槽空間過(guò)小，造成拉削時(shí)切屑擠塞，使刀齒或拉刀損壞。 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?cè)诶遁S向截面中面積比來(lái)表示，即： /k F F? 屑槽 。對(duì)于帶狀切屑，當(dāng)卷曲愈疏松時(shí)，空隙越大時(shí)，則容屑系數(shù) k 也要愈大。因此對(duì)于不同的加工情況容屑系數(shù) k的大小也應(yīng)選用不同，通常由實(shí)驗(yàn)研究加以確定，計(jì)標(biāo)時(shí)查 [Ⅲ ]表 186，取 ?k 。 fF a t??屑 ，其中 fa 為齒升量， t 為拉削長(zhǎng)度 。因此設(shè)計(jì)拉刀 25 5 .9 90 .0 6 5 4 .6FF ? ????槽屑﹥ ?k 。 6. 前角 0? ，后角 0? 和刃帶 1ab 前角對(duì)切屑的形成和卷曲，對(duì)拉刀的耐用度和拉削刀的大小都有很大影響。參照 [Ⅲ ]表 187，選γ 0=15176。 查表 188取 030320 ?????? 刃帶 1ab 的作用是便于在制造拉刀時(shí)控制刀齒直徑，刃帶不能太寬，否則會(huì)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(dāng)切削韌性金屬時(shí)如沒(méi)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(lái)，同時(shí)它會(huì)套在容屑槽中使切屑清除十分困難，對(duì)拉削過(guò)程十分不利。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。 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(yīng)避免 b的情況。第 2511? 個(gè)齒奇數(shù)齒上磨一個(gè)分屑槽，交錯(cuò)排列。 校準(zhǔn)齒的功用是清除切削齒遺留下來(lái)的不平度，校準(zhǔn)孔的尺寸和形狀，校準(zhǔn)齒的直徑時(shí)相同的，沒(méi)有齒升量，因此它的主要參數(shù)與切削齒有所不同。因此，為了使拉刀的重磨次數(shù)增多，使用壽 命增長(zhǎng)，拉刀校準(zhǔn)齒的直徑應(yīng)取為工件孔的最大尺寸，在所設(shè)計(jì)的拉刀中，取校準(zhǔn)齒的直徑為 ? 。查表 1118? ，取 6gz ? 。當(dāng)切削齒齒距 +710 mm時(shí)，取 ~)~( ?? tt g mm 在所設(shè)計(jì)的拉刀中取校準(zhǔn)齒齒距 9?gt mm 30 4. 校準(zhǔn)齒的前角、后角和刃帶 校準(zhǔn)齒的前角γ可取為 0~3o ，有時(shí)為了制造方便，前角值與切削齒相同，在此0 15o? ? 。如果后角大，重磨前刀面后拉刀直徑會(huì)很快減小，使拉刀使用壽命縮短，一般圓孔拉刀的校準(zhǔn)齒后角 39。30 ~ 2 30o? ? ，所設(shè)計(jì)拉刀為成形拉刀，故可取 39。 為了保證校準(zhǔn)齒尺寸不會(huì)很快減小，另一方面為了提高拉削過(guò)程的平穩(wěn)性，校準(zhǔn)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。 其它部分及拉刀總長(zhǎng)度 1. 拉刀頭部、頸部和過(guò)渡錐部的尺寸 1) 拉刀頭部的結(jié)構(gòu)形成 對(duì)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(jì)手冊(cè) 刀具設(shè)計(jì) [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(xì)，拉刀頸部的長(zhǎng)度應(yīng)保證拉刀第一個(gè)刀齒尚未進(jìn)入工件以前，拉刀的頭部被拉床夾頭卡住。 3l 為前導(dǎo)部長(zhǎng)度，其值 等于工件長(zhǎng)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(zhǎng)度，其計(jì)算公式為 )mm(13212 lllLL ???? 1L 、 2L 為拉刀頭部尺寸 3) 過(guò)渡錐部的確定 過(guò)渡錐部的作用是便于把工件套前導(dǎo)部上，它的小端直徑是與頸部直徑相同，過(guò)渡錐長(zhǎng)度為 102?L 、 1 20 mm 三種，在此取 202?L mm。 1 前導(dǎo)部的長(zhǎng)度 3l 此長(zhǎng)度是過(guò)渡錐大端到第一個(gè)刀齒（包括第一個(gè)刀齒的容屑槽長(zhǎng)度）之間的距離。長(zhǎng)度公差為自由公差，前導(dǎo)部的直徑 03d等于工件拉前孔的最小直徑。后導(dǎo)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(dāng)拉刀又長(zhǎng)又重時(shí)，尾部用來(lái)承推拉刀，防止拉刀下垂，一般拉刀則不需要，因此所設(shè)計(jì)拉刀沒(méi)有尾部。 熱處理的變形和淬火設(shè)備等因素，一般其總長(zhǎng)度與直徑之比0 35Ld ?。在此取拉刀總長(zhǎng)度為 1200mm 拉刀強(qiáng)度計(jì)算及拉削力的校驗(yàn) 1. 拉削力的計(jì)算 拉削過(guò)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(shí)最大拉削力還 受拉刀本身允許強(qiáng)度限制，所以還必須校驗(yàn)拉刀允許的強(qiáng)度，否則可能使拉床損壞或拉刀折斷。 ][minmax ??AF N/m2，其中 maxF — 拉刀工作時(shí)的最大拉學(xué)力 （ N） minA — 拉刀上的危險(xiǎn)截面面積 （ mm2） []? — 拉刀材料的允許應(yīng)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(qiáng)度滿足要求。 L6140額定拉力為 KN400 ，由于 ax ? ＜ ?額F ，故拉床拉力完全滿足