MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀系列的開發(fā)與應(yīng)用

時間:2011-07-20 08:54:06 來源:未知

1 引言

為滿足國家經(jīng)濟建設(shè)（尤其是寶鋼二期工程建設(shè)）對國產(chǎn)可轉(zhuǎn)位刀具的需求，我公司從“七五”期間開始引進德國英格索爾（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，隨后又購進數(shù)臺SUN工作站和SDRC公司的I-DEAS應(yīng)用軟件包，運用先進的CAD/CAM技術(shù)開發(fā)生產(chǎn)國產(chǎn)可轉(zhuǎn)位刀具。迄今，我公司已開發(fā)生產(chǎn)了近50個品種、近300個規(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)各種非標刀具產(chǎn)品，為我國可轉(zhuǎn)位刀具設(shè)計、制造水平的提高作出了貢獻。

2 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的特點

（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、性能優(yōu)良的數(shù)控刀具，適用于在加工中心等數(shù)控機床上加工鋼、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)控機床高精度、高效率、自動化的加工要求。MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀具有以下特點：

MAX-I型銑刀的軸向跳動等主要精度指標比國家標準GB5340～5342-85的要求顯著提高，如標準規(guī)定Ø200面銑刀的軸向跳動量為0.05mm，MAX-I型銑刀則達到0.02mm；標準規(guī)定支承面的端面跳動量為0.02mm，MAX-I型銑刀則達到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)控機床裝夾部分良好匹配，可方便地實現(xiàn)自動裝卸。
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)揮機床效率，實現(xiàn)大進給、大切深加工。由于刀片受力截面大、磨損區(qū)域?qū)?，刀刃周圍不易磨損，因此切削刃強度提高，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 刀片錯位值Δ和徑向前角a
MAX-I型刀片利用切削力夾緊，只用一個螺釘即可固定在刀槽中（見圖2），刀具結(jié)構(gòu)簡單，容屑槽大，排屑流暢，金屬切除率高，且刀片更換快速、定位準確，不需使用更換刀片和測量定位的專用設(shè)備及各種夾具。
MAX-I型銑刀的刀體采用優(yōu)質(zhì)合金鋼材料制造，經(jīng)過調(diào)質(zhì)、氮化處理后，具有很高硬度和強度，增加了銑刀使用壽命。

3 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的設(shè)計方法

以LY-004型銑刀（見圖3）為例介紹其設(shè)計方法。首先在計算機上繪出刀具標準型線；然后對刀具標準型線進行分段，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)計方法：

刀片錯位形成切削落差
根據(jù)圖5所示幾何關(guān)系，刀片錯位值Δ和徑向前角a的計算公式分別為 Δ=1[W_{b#p#分頁標題#e#}+C₁√

（D₂-1） C²₁+W²_b

] 2 a=arcsin（2Δ） D

式中：W_b——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

將刀片按計算出的Δ值進行錯位，然后轉(zhuǎn)到要求的位置上，再設(shè)計出相應(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。
直接轉(zhuǎn)后角
將刀片排列好后，不進行錯位，而是直接繞刀片的切削刃轉(zhuǎn)一個后角。圖4所示斜面刀片B、C即按此方法設(shè)計。該設(shè)計方法可保證刀刃型線的準確性。

4 MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀的主要精度指標

MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀（系列）的主要精度指標見表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0.020.02—D=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
銑刀類型		圓跳動（mm）		內(nèi)孔公差（mm）	柄部公差（mm）	基準面公差（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表2。 #p#分頁標題#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鋼普通鋼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-150～600300～900—0.25～0.50青銅-90～300150～300—0.25～0.50鋁-900～4500≥1500—0.15～1.00鎂-1500～4500≥1500—0.15～1.00

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）		每齒進給量（mm/z）			平面銑刀、槽銑刀		立銑刀	粗銑	精銑	負前角	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行切削試驗，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進行切削試驗；每齒進給量推薦值為0.2～0.8mm，可首先選用0.2～0.4mm進行切削試驗。 #p#分頁標題#e#

6 結(jié)語

無油軸承通過消化吸收引進技術(shù)以及對可轉(zhuǎn)位銑刀CAD/CAM技術(shù)的大量研究，我公司除研制開發(fā)了各種型式、規(guī)格的Ingersoll標準MAX-I型可轉(zhuǎn)位銑刀產(chǎn)品外，還根據(jù)市場需求研制開發(fā)了一大批非標、復(fù)雜可轉(zhuǎn)位銑刀，如加工電機轉(zhuǎn)子槽專用可轉(zhuǎn)位銑刀、加工汽車發(fā)動機曲軸用可轉(zhuǎn)位銑刀、加工鐵道錳叉、道岔專用可轉(zhuǎn)位成形銑刀、重型機械行業(yè)用齒輪銑刀、冷凍機行業(yè)用螺桿轉(zhuǎn)子銑刀等，其中許多產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，成功地替代了價格昂貴的進口刀具，有力地推動了機械制造行業(yè)的刀具國產(chǎn)化進程。

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