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五齿梳刀切削受力问题分析是嘛

发布时间:2021-07-15 07:27:50 阅读: 来源:酸洗铁红厂家

五齿梳刀切削受力问题分析

美国PMC公司生产的1077型内螺纹数控车丝机床加工石油接箍偏梯形螺纹,要求接箍螺纹应无明显的撕裂、刀纹、磨痕等缺陷,在完整螺纹长度内没有破坏螺纹连续性的瑕疵。?

1077型数控车丝机床是中心转塔式四工位专用数控机床,由一把梳刀一次成形。加工效率和精度高,可加工尺寸4 1/2″~10 3/4″的钢管。切削特点是刀具旋转3,工件不动。采用矩形单面带齿梳刀,刀具前角为0°,可”保证较高的螺纹精度及表面光洁度,且牙形畸变误差小。在切削中,梳刀5个齿逐个参加切削,使刀具和刀杆承受了很大的切削力,这给螺纹加工带来了不良影响,下面就五齿梳刀切削受力这一问题进行分析。

1.五齿梳刀各齿的理论余量分配

石油管螺纹梳刀是一种高效成型刀具,设计中的一个关键环节是确定合理的切削图形,一是考虑每个齿的切削负荷分配合理性;二是考虑精车齿的加工余量合理性,不论梳刀有几个齿,最后一个都是精车齿,其切削截面应包含一个完整的螺纹牙型,以保证螺纹齿形的几何精度及表面光洁度。各齿的切削分配是否合理,不仅关系着梳刀寿命及断屑效果,还会影响工件的精度及表面质量,因此,梳刀各齿的切削分配是梳刀设计中的关键。

偏梯扣螺纹齿高为h,假设加工余量为h0。五齿梳刀的刀齿分别为第1粗车齿、第2粗车齿、第3粗车齿、第4粗车齿和成形齿。第1粗车齿加工后余量为ΔX1=h-t4;第2粗车齿加工后余量为ΔX2=t3;第3粗车齿加工后余量为ΔX3=t2;第4粗车齿加工后余量为ΔX4=t1;五齿成型齿加工完成后为全顶螺纹,齿高为h。

2.刀具在实际加工中的受力情况?

在加工过程中(假设加工中刀具进给切削,工件旋转),刀具主要受到来自三个方面力的影响:工件逆时针旋转方向的阻力a,刀具进给方向的切削阻力b和刀具与工件接触方向的切削阻力c。由于来自工件旋转方向上的阻力a和刀具进给方向上的阻力b不会影因此本系统具有精度高响到螺纹的齿形加工,所以这里只考虑来自刀具与工件接触方向(一般机床上为X轴方向)上的阻力c的影响。

3.实验机周围应留有不小于 0.7m 的空间刀具在受力情况影响下加工的变化

假设当第1粗车齿接触工件时,所受力为F1,产生变形量为δ1;第2粗车齿接触工件时,受力为F2,变形量为δ2;第3粗车齿接触工件时,受力为F3,变形量为δ3;第4粗车齿开始切削时,受力为F4,变形量为δ4,第5齿即精车齿切削时,受力为F5,变形量为δ5。当五齿梳刀所有齿同时参加切削时,受力达到平衡,不再产生变形。由五齿梳刀的结构可以看出,X轴方向上的受力大多来自刀具上每个齿的顶部(即与工件最先接触部分),所以当第2粗车齿开始切削时,与第1粗车齿之间可产生的最大变形量为δmax2=第1粗车齿和第2粗车齿沿锥面上齿高差=t4-t3;以此类推,δmax3=t3-t2;δmax4=t2-t1;δmax5=t1。所以∑δmax=δ1+δmax2+δmax3+δmax4+δmax5=t4+δ1。因此,成形齿相对第一粗车齿的最大变量Δh=∑δmax-δ1=t4。成形齿齿高为h,则Δh+h=t4+h。第1粗车齿左侧底部高为h=t5,很明显,第1粗车齿右侧齿底部分t5<t4+h,在工件上第1扣做出的斜面将无法被成形齿覆盖,在工件第1扣上形成不完整螺纹。但随着第2、第3、第4粗车齿和成形齿陆续切削,受力趋于平衡,变形逐渐减小,工件上的不完整螺纹在第3、第4扣上逐渐消失。由于是按照最大变形进行计算的,所以成形齿加工后齿高不会产生不合格情况,实际测量也是这样。在加工中,若工件第1、第2扣上形成不完整螺纹,则会造成管子报废。?

根据上述分析,进行以下的实验:将t5<t4+h的五齿梳刀修整后,保证t5>t4+h?,则在加工中,能避免工件上前1、2扣上产生不完整螺纹。

在实际生产中,加工变形是很难克服的,为使刀具更好地适应生产,在设计五齿梳刀时,应充分考虑第一粗车齿齿底处的影响,保证t5>t4+h。这样的五齿梳刀将减小第1粗车齿对螺纹加工的影响,从而提高产品质量。

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