沈陽(yáng)第一機(jī)床廠我廠批量生產(chǎn)的ZH1105A曲軸平衡塊，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠如圖1所示，該零件材料為HT200，采用鑄坯，其止口尺寸92+0.035，尺寸精度要求較高，表面粗糙度值為Ra3.2?m，原先加工底面止口是用兩把三面刃銑刀銑削加工，分粗精銑兩道工序，精度難以保證，效率低。經(jīng)研究，決定在一臺(tái)閑置的L720立式拉床上進(jìn)行拉削加工，為此設(shè)計(jì)了拉刀和拉刀輔具。
1 工藝分析
由于零件被拉削表面加工前是毛面，表面有硬皮及裂紋，加工面從毛面直接拉削至成品，加工余量為2.5±1.4mm，要求保證被拉兩段底面在一個(gè)平面上，及止口沈陽(yáng)第一機(jī)床廠92+0.035的尺寸精度。從工藝角度分析有兩個(gè)難點(diǎn)需要解決:①毛面硬，且余量不均勻，在拉刀粗切齒的設(shè)計(jì)安排上，要有對(duì)策：②止口的兩側(cè)面與底面交界的90°直角處，是切削熱不易散發(fā)的盲點(diǎn)，極易崩刃、燒刀，應(yīng)采取有效措施。
2 拉刀設(shè)計(jì)和調(diào)整
拉刀分左右兩組對(duì)稱分布，兩組配合拉出要求的92+0.035止口面。每組設(shè)計(jì)成五段，每段上有11個(gè)齒，如圖2所示。為方便刀具安裝和磨損后的調(diào)整，每段上設(shè)計(jì)有三個(gè)橢圓形沉頭孔，為使沉頭孔不傷及刀刃和有足夠的強(qiáng)度，拉刀做成不等齒距。
拉刀的尺寸H是保證止口尺寸92+0.035的沈陽(yáng)第一機(jī)床廠。在H平面上，拉刀粗切齒，齒升量為0.14mm，主要是考慮到毛坯尺寸變化大，一定要安排刀齒，但毛面是不規(guī)則的，不是整個(gè)刃面吃刀，可適當(dāng)加大齒升量，否則，整個(gè)拉刀段太長(zhǎng)，機(jī)床行程和各方面均不允許，過渡齒有22齒，齒升量為0.1～0.08mm，精切齒有11齒，齒升量為0.06mm，校正齒有11齒。
拉刀的尺寸B是保證底面在一個(gè)平面上。在B平面上，拉刀的安排與H面相同。
倒角尺寸A是為解決90°交界處切削熱不易沈陽(yáng)第一機(jī)床廠散發(fā)而采用的設(shè)計(jì)手段。由于在90°交界處拉削時(shí)，切屑在封閉狀態(tài)下形成，在前刀面的擠壓下，切屑在長(zhǎng)度方向出現(xiàn)劇烈收縮，并力圖向兩邊擴(kuò)展，但到90度交界處無法擴(kuò)展，此時(shí)，切屑在拉刀刀尖處產(chǎn)生劇烈摩擦，切削力增加，刀尖磨損加劇，容易產(chǎn)生崩刃。
為此，將拉刀刀尖設(shè)計(jì)為倒角。將交點(diǎn)集中到一個(gè)點(diǎn)上的切削，變?yōu)橐欢蔚度杏蓪挼秸饾u平穩(wěn)過渡到R0.6的措施。
第一段在尺寸B上所有刀齒作交錯(cuò)分布的分屑槽，在尺寸H上不作分屑槽。
第二、三、四、五段的前5齒在尺寸B上所有刀齒作交錯(cuò)分布的分屑槽，在尺寸H上不作分屑槽。第五段的齒距，安裝孔及總長(zhǎng)和第一到第四段全同，無沈陽(yáng)第一機(jī)床廠45°截形，即為R0.6圓弧。
拉刀的技術(shù)要求：
拉刀兩組各段成套成對(duì)刃磨H及B尺寸，相間磨完，然后打上標(biāo)記。
拉刀各段自端面下到任何孔間距離公差為±0.1mm。
刃磨第一、二、三、四段的A值時(shí)，其允差是在第一齒和最后一齒上測(cè)得的數(shù)值不得超過0.05mm。
拉刀的兩安裝平面相互垂直度0.03/100。
拉刀的兩端面對(duì)安沈陽(yáng)第一機(jī)床廠裝平面垂直度0.03/100。
刀刃不得有裂紋和崩刃。
熱處理要求，淬火60～64HRC。
圖3
3 拉刀輔具設(shè)計(jì)
拉刀輔具見圖3。由輔具體、導(dǎo)向保險(xiǎn)塊、輔助測(cè)塊、擋塊、支承板等組成。左右兩組拉刀，以底面、側(cè)面定位，用螺栓固定在輔具體上，要求拉刀安裝基面平行于輔沈陽(yáng)第一機(jī)床廠具縱向鍵中心線，平行度允差0.03mm，前面有導(dǎo)向保險(xiǎn)塊起導(dǎo)向作用。導(dǎo)向保險(xiǎn)塊保持低于第一段的第一齒0.2mm，止口面92+0.035，由調(diào)整拉刀橫向調(diào)整墊片來保證，拉刀磨損重磨后，藉調(diào)整墊片來保證止口寬度。由于拉刀長(zhǎng)，拉削力大，因此在刀尾部安裝了擋塊，承受軸向切削力。
4 使用效果
實(shí)踐證明，由銑削改為拉削，沈陽(yáng)第一機(jī)床廠保證了零件的加工精度和表面粗糙度，提高了生產(chǎn)效率，班產(chǎn)達(dá)到400件。使用至今已有五年，效果頗佳。
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