如图4.1在切削式尖头机中,要求的加工范围是把直径Φ13mm的轴加工成直径为Φ8mm的轴,因此,最大背吃刀量ap = = 10.25 mm,见图4.2
铣削宽度ae是垂直于铣刀轴线测量的切削层尺寸。
对于圆柱铣刀而言,铣削宽度就是加工表面的深度。
由于在切削式尖头机中,要求的把直径Φ13mm的轴加工成直径为Φ8mm的轴,因此,最大铣削宽度ae = = 2.5mm
见[2] p199
图4.3 切削力分解图
与车削类似,铣削力通常也是根据实验获得的经验公式来计算的。
查[2]表15.5及表15.7。
其中KFc = KMFc * KFc * KKFc使用条件改变时的修正系数列于表15.6和表15.8中。
为了尽量扩大加工范围,刀具采用高速钢刀具,加工材料选择为合金钢。
查[2]表15.7
Fc = CFc * ap * fz0.72 * ae0.86 * d0-0.86 * Z * KFc
CFc = 641
ap = 10.25
fz = 0.2
ae = 2.5
d0 = 63
Z = 6
KFc = KMFc * KFc * KKFc = 0.3*1*1
查[3]
得Q235的[σb] = 375~460 MPa
代入KFc=KMFc*KFc*KKFc= 0.3*1*1= 0.3*1*1 =6.78~7.2
把以上参数代入Fc = CFc * ap * fz0.72 * ae0.86 * d0-0.86 * Z * KFc= 641*10.25*0.20.72 * 2.50.86 * 63-0.86 * 6 * (6.78~7.2)= 5230~5554 N
拉削过程只有主运动(拉刀运动),没有进给运动(由拉刀本身的齿升量完成),因此机床结构简单。
拉削通常只有一个主运动,进给运动由拉刀刀齿的齿升量来完成,因此拉床结构简单,操作方便。
一般拉床采用液压系统,传动平稳:拉削速度较低,不会产生积削瘤,切削厚度很小,,因此加工精度可达到IT7,粗糙度可达到Ra0.8μm。
由于拉刀是多齿刀具,使得同时参加工作的刀齿很多,切削刀总长度大,一次行程能完成粗、半精以及精加工,因此生产率高。
查[1]表5-6(p5.9)
fz = 0.03 mm
图4.4 拉刀切削简图
拉削长度L≥10,取L = 10 mm
查[1]表5-7(p5.9)
取齿距P = 5 mm
同时工作齿数Ze = 3
综合轮切式圆拉刀
ΣbD =3.14d0/ 2= 15.7mm
查[1]表5-8及表5-9(p5.10)
前角 γ0= 18
后角 α0= 2+30'
刃带bα = 0.1~0.2 mm
Fc = Fc’ * ΣbD * Ze * K1* K2 * K3
式中Fc’-是单位长度切削刃上的切削力,单位N/mm
ΣbD是总切削宽度,单位mm
Ze为同时工作齿数
K1、K2、K3为切削力修正系数,分别表示前角、切削液及刀齿磨损程度影响的修正系数,通常均取为1
Fc = Fc’*ΣbD*Ze*K1*K2*K3
=169*15.7*3*1*1*1=7959.9 N
圆柱铣刀铣削力大小为5400N,拉刀拉削力大小为7959.9N,两者差异不大。考虑到使用拉刀可以使机床结构更为简便,且相对铣刀而言,使被加工材料受力更均匀,不易在加工过程中出现变形,因此在本设计中采用拉刀结构设计,直线式切削。见图3.1。
Pw = F * v
拉削力F = 7.96 KN
手动操作 v = 0.1m/s
Pw = F * v = 7.96 * 0.1= 0.0.796Kw
查[4]表1-7(p5)
机械传动效率:
联轴器η1=0.99
轴承η2=0.98
齿轮η3=0.97
1电动机 2联轴器 3齿轮一 4大齿轮1
5大齿轮2 6小齿轮 7上下拉刀
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