1、解決方案工藝工裝模具診斷檢測(cè)維修改造硬質(zhì)合金鉸刀的設(shè)計(jì)及其切削實(shí)驗(yàn)研究楊家勇，王秀英，趙平，李斌（哈爾濱西崗齒輪機(jī)械有限公司，黑龍江賓縣；哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械動(dòng)力學(xué)院，哈爾濱）摘要：在加工汽輪機(jī)聯(lián)接孔時(shí)，由于被加工孔較深，堵塞的切屑易刮傷已加工表面；且由于堵塞的切屑擠壓使鉸刀破損折斷，所以進(jìn)行了硬質(zhì)合金鉸刀的設(shè)計(jì)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)合理優(yōu)選鉸刀。關(guān)鍵詞：硬質(zhì)合金；鉸刀；建模；切屑中圖分類(lèi)號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）在加工汽輪機(jī)聯(lián)接孔時(shí)以前使用標(biāo)準(zhǔn)鉸刀，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，推薦用通用高速鋼。由于%工作部分頸部柄部引導(dǎo)錐×°切削部分圓柱部分校準(zhǔn)部分倒錐它的碳化物不均勻性大，顆粒度粗，降低了鉸

2、刀的機(jī)械性能，使刀具耐用度降低，另外冶金質(zhì)量差，熱塑性差，在加工條件惡劣的情況下，例如在加工汽輪機(jī)聯(lián)接（）時(shí)，產(chǎn)生的高熱量使刀具的硬度下降，加工深孔過(guò)程中排屑困難，堵塞的切屑刮傷了已加工表面，且另使鉸刀破損甚至折斷。為了解決這一問(wèn)題，在對(duì)加工條件和標(biāo)準(zhǔn)鉸刀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了硬質(zhì)合金鉸刀的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)研究工作。$刀具材料選擇考慮到汽輪機(jī)聯(lián)接孔的加工難度主要體現(xiàn)在孔的深度大，必須選用耐高溫性能好的刀具材料。由于硬質(zhì)合金具有很高的硬度、耐磨損、耐高溫、線膨脹率小等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此被用作刀具的主要材料。硬質(zhì)合金的牌號(hào)很多，圖鉸刀的結(jié)構(gòu)孔公差之（）鉸刀最大直徑：鉸刀制造公差孔公差（）鉸刀最小直徑

3、：型號(hào)硬質(zhì)合金密度約為×，硬度，抗彎強(qiáng)度，使用強(qiáng)度較高，能承受較大的沖擊負(fù)荷。而且具有很高的高溫硬度、高溫強(qiáng)度和較強(qiáng)的抗氧化能力，適于耐熱鋼、高錳鋼、不銹鋼及優(yōu)質(zhì)合金鋼等的加工。故選用型號(hào)硬質(zhì)合金材料制作鉸刀。由于預(yù)加工孔較深，為便于排屑取硬質(zhì)合金鉸刀齒數(shù)為。為制造方便，刀齒平均分布。鉸刀的主要結(jié)構(gòu)要素設(shè)計(jì)汽輪機(jī)聯(lián)接孔的直徑為，孔深，要求公鉸刀主要幾何參數(shù)設(shè)計(jì)及刃形設(shè)計(jì)（）主偏角對(duì)于一般鉸刀，可把主偏角看成是。為了滿足加工精差等級(jí)為，尺寸及公差為!度要求，進(jìn)行如下設(shè)計(jì)工作：鉸刀公稱直徑，為提高鉸削時(shí)的導(dǎo)向作，取切削部分，切削部分錐角用，設(shè)計(jì)引導(dǎo)錐×°，如圖所示。!

4、°鉸刀的直徑和公差直接影響到被加工孔的尺寸精度、鉸刀的制造成本與使用壽命，為鉸刀設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。切削部分錐角!。角大小主要影響被加工孔的表面粗糙度、精度及鉸削時(shí)的軸向力的大小。過(guò)大會(huì)使切削部分長(zhǎng)度太短，造成鉸刀工作時(shí)定位精度低；過(guò)小會(huì)使切削寬度加大，切削厚度變小，鉸削韌性材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的切屑變形，錐角!已在前面設(shè)定。（）前角"為了減小切屑變形，取"°。鉸刀屬精加工刀具，為使其重（）后角#、刃帶$明確規(guī)定：以為孔的公差，則鉸刀直徑的上限尺寸等于孔的最大直徑減。的值應(yīng)調(diào)整到的整數(shù)倍。鉸刀直徑的下限尺寸等于鉸刀的最大直徑減去。的值應(yīng)調(diào)整到的整數(shù)倍。設(shè)計(jì)過(guò)程如下：

5、孔的最大直徑：孔公差（）磨后徑向尺寸變化不太大，取后角°。刃磨后角時(shí)，切削部分應(yīng)磨尖而不留刃帶，而校準(zhǔn)部分應(yīng)留刃帶，以保證良好的導(dǎo)向及修光作用，為提高加工表面質(zhì)量及鉸刀壽命，取$。汽輪機(jī)聯(lián)接孔直徑，長(zhǎng)度。由于孔長(zhǎng)度大，須對(duì)常規(guī)鉸刀的刃形結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良來(lái)完成此機(jī)械工程師年第期解決方案工藝工裝模具診斷檢測(cè)維修改造工序的加工。為了有更多的優(yōu)化選擇余地，進(jìn)行了鉸刀的究與優(yōu)化設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。直刃鉸刀直刃和螺旋刃兩種刃形設(shè)計(jì)，以便為后面的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研硬質(zhì)合金鉸刀軟件實(shí)體建模為更好地直觀了解設(shè)計(jì)的鉸刀幾何形狀及其切削性能，利用軟件進(jìn)行實(shí)體建模工作。在造型時(shí)，首先，依據(jù)莫氏錐柄的尺寸，旋轉(zhuǎn)出莫氏錐度圓錐體

6、，利用體切割做出刀柄，再拉伸出圓柱體作為刀體的頸部，旋轉(zhuǎn)拉伸并切割圓柱體，形成螺旋槽，將刀體的頸部與莫氏錐柄連接在一起，接下來(lái)做出刀具工作部分長(zhǎng)度圓柱體，并在此圓柱上面切割出刀片槽，將此帶有刀槽的刀具工作部分圓柱體部分與前面的刀體頸部和莫氏錐柄連接在一依據(jù)刀片的實(shí)際幾何尺寸進(jìn)行刀片的實(shí)體起，形成刀體。模型設(shè)計(jì)，并將刀片移至刀片槽位置，從而完成鉸刀實(shí)體模型，如圖、圖所示為兩種刃形鉸刀的實(shí)體模型。圖直刃鉸刀實(shí)體模型圖螺旋刃鉸刀實(shí)體模型兩種刃形鉸刀鉸削切屑形態(tài)的對(duì)比分析為了研究?jī)煞N鉸刀的鉸削效果，進(jìn)行了切屑的搜集。從圖到圖中可以看出，隨著切削用量的改變，切屑形態(tài)有明顯的變化。首先，在固定進(jìn)給量，工件

7、材料為鋼的實(shí)驗(yàn)中，直刃鉸刀在主軸轉(zhuǎn)速，就呈現(xiàn)為顏色變藍(lán)的短螺卷切屑。顏色變藍(lán)是因?yàn)榧庸み^(guò)程中沒(méi)有使用冷卻液，產(chǎn)生的大量切削熱使切屑和空氣中的氧氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，其中，影響最大的因素是切削速度的改變。螺旋刃鉸刀在切削主軸轉(zhuǎn)速為，進(jìn)給量為，切屑形態(tài)雖然也發(fā)生了變化，顏色有些發(fā)藍(lán)但還沒(méi)有直刃刀具那么嚴(yán)重。在主軸轉(zhuǎn)速較低的情況下，兩種刃形鉸刀的切屑形狀都呈現(xiàn)為螺旋卷切屑。說(shuō)明鉸刀工作狀態(tài)良好，加工過(guò)程中沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)熱的現(xiàn)象。在固定轉(zhuǎn)速的實(shí)驗(yàn)中，由于主軸轉(zhuǎn)速選定，在不使用冷卻液的情況下，對(duì)鉸削過(guò)程是一個(gè)比較高的圖進(jìn)給量工件材料為鋼，固定轉(zhuǎn)速情況下的切屑形態(tài)轉(zhuǎn)速，刀具切削速度很大。如圖所示，直刃鉸刀的切屑大

8、多呈現(xiàn)發(fā)藍(lán)發(fā)紅的氧化現(xiàn)象，而在圖中可以看到，高速下直刃鉸刀形成了很長(zhǎng)的連續(xù)切屑，這將嚴(yán)重影響工件的加工精度和表面質(zhì)量。在加工鋼的實(shí)驗(yàn)中，螺旋刃鉸刀的切屑形態(tài)一直保持卷曲狀切屑，說(shuō)明它工作狀態(tài)良好。只有當(dāng)在主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給量達(dá)到的時(shí)候才出現(xiàn)較短較碎的切屑。這證明了螺旋刃鉸刀的切削性能確實(shí)優(yōu)于直刃鉸刀。機(jī)械工程師年第期解決方案工藝工裝模具診斷檢測(cè)維修改造洗衣機(jī)脫水桶模具型芯凹坑加工周敏，朱曉川（廣東中山職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東中山）摘要：討論介紹洗衣機(jī)脫水桶模具型芯凹坑加工方法：主要根據(jù)工廠的設(shè)備實(shí)際，經(jīng)過(guò)對(duì)不同加工方法的分析比較，選擇一種合適加工方法，并介紹洗衣機(jī)脫水桶模具型芯凹坑加工的全過(guò)程。關(guān)鍵詞：

9、數(shù)控加工；分度槽；型芯凹坑中圖分類(lèi)號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)：（）本文主要以數(shù)控加工中心加工洗衣機(jī)脫水桶模具型芯凹坑為例，分析洗衣機(jī)脫水桶模具型芯凹坑加工方法，對(duì)加定位技巧進(jìn)行分析，闡述加工的全過(guò)程。工過(guò)程中的裝夾、坑，由于凹坑最長(zhǎng)達(dá)，刀具直徑不能太小，否則剛性太差，加上刀具圓角，仍需電火花清角，另外筋位也無(wú)法但若有臥式加工中心就不失為有效途徑。加工，故不采用。（）方案：電火花加工首先制作只電極（粗支、精支），因粗加工余將型芯放在回轉(zhuǎn)工作量較大，故粗加工電極需雙倍數(shù)量。精加工。但電火花加工時(shí)臺(tái)上分度，分別用電極進(jìn)行粗、間長(zhǎng)、效率低，經(jīng)驗(yàn)估計(jì)需天才能完成，模具交貨期不允許。（）方案：回轉(zhuǎn)工作臺(tái)臥工

10、數(shù)控加工采用形支承架將回轉(zhuǎn)工作臺(tái)豎直固定，再平放裝夾型芯，分度進(jìn)行加工。由于型芯重達(dá)，受力情況不好，故不采用。（）方案：在型芯底部加工分度槽，簡(jiǎn)易夾具實(shí)現(xiàn)臥式數(shù)控加工首先在型芯車(chē)加工時(shí)在端面多留余量，以備于分度槽的加工，在型芯底部按°等分加工條分度零件分析脫水桶模具結(jié)構(gòu)如圖所示。經(jīng)過(guò)對(duì)洗衣機(jī)脫水桶模具的分析，可以得到以下結(jié)論：（）模具型腔采用鑲件結(jié)構(gòu)，通過(guò)線切割和普通數(shù)控加工即可完成加工，難度較小。（）型芯圖（!×）可整體加工，車(chē)削外形后，型芯上條帶出模斜度的凹坑及條寬、深的筋位，成為整套模具加工的難點(diǎn)所在。型芯結(jié)構(gòu)如圖所示。（總共個(gè)凹坑）和一條基準(zhǔn)邊，基準(zhǔn)邊的深度應(yīng)和型槽

11、芯模腔保持一致，然后在加工中心工作臺(tái)上固定個(gè)支（因型芯有出撐塊，數(shù)控加工其中兩塊支撐塊的支撐錐面模斜度需錐面配合），將型芯放上支撐塊，型芯底部緊靠最左邊支撐塊，做橫向定位，利用型芯軸肩靠緊支撐塊，做軸向定位，保證型芯軸心線與工作臺(tái)平行；裝夾時(shí)，先放大°!用百分表打表，轉(zhuǎn)動(dòng)型芯，保證端面上的分度槽線與機(jī)床工作臺(tái)垂直，即可較準(zhǔn)確完成分度，用壓板壓緊型芯便可進(jìn)行加工，采用直徑較小的刀具可順利完成凹坑和筋位加工，不需要用電火花清角，重復(fù)次便可完成加工，既節(jié)約加工時(shí)間，又節(jié)約加工成本。經(jīng)過(guò)對(duì)比討論，決定采用第四套加工方案。從車(chē)加工圖根據(jù)型芯的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬定了下列四套加工方案：（）方案：立式數(shù)控加工將型芯放在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上分度，用加長(zhǎng)刀具加工凹!工業(yè)出版社，