2 梳形銑刀設(shè)計中的問題研究

1. 藥筒螺紋是特殊牙型的內(nèi)螺紋，因此梳形銑刀的外徑除與藥筒螺紋外徑和螺距有關(guān)外，還與螺紋牙型和允許的畸變值有著密切的關(guān)系。若取得過大，易碰傷藥筒，損傷機床精度;若取得過小，又易引起刀具徑向波動，使得加工的螺紋表面出現(xiàn)魚鱗狀波紋，甚至在螺紋接頭處出現(xiàn)凹凸不平的條帶，因此，合理確定梳形銑刀的外徑就顯得十分重要。梳形銑刀的外徑設(shè)計因歷史原因一直沿用前蘇聯(lián)刀具專家謝明欽科、T·A·阿列克席也夫的有關(guān)著作及所提供的技術(shù)資料，T·A·阿列克席也夫認為：用于銑削內(nèi)螺紋的梳形銑刀其外徑D不能大于被加工螺紋內(nèi)徑d的0.9倍；謝明欽科認為：梳形銑刀的外徑D應是被加工螺紋內(nèi)徑d的0.85～0.95倍;而有的技術(shù)資料則經(jīng)驗地將梳形銑刀的外徑D取為被加工螺紋內(nèi)徑d的0.643～0.65倍。這些取值在設(shè)計應用中均出現(xiàn)了程度不同的質(zhì)量問題，我們在理論研究和設(shè)計實踐的基礎(chǔ)上，經(jīng)過大量的生產(chǎn)實踐，提出了用于藥筒螺紋加工的梳形銑刀外徑的計算公式: D=(0.7～0.8)d-D式中:D——梳銑刀鏟磨時的直徑公差，通常取D=0.2～0.6mm
   該公式較好地解決了梳形銑刀外徑的設(shè)計問題，能滿足藥筒螺紋加工的質(zhì)量要求。

   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   (a)磨損量的影響	(b)梳銑刀廓形的影響
   圖3 磨損量及梳銑刀廓形對齒項高的影響

   
   


2. 梳形銑刀齒頂高H_d的確定應充分考慮其允許的磨損量d_hd的影響(見圖3)。目的是保證梳形銑刀后刀面磨損后加工螺紋時仍有必要的高度，因此梳形銑刀的齒形高度在設(shè)計時就必須比螺紋高度大一個允許的磨損量d_hd。我們通過大量的設(shè)計加工實踐得出其與被加工螺紋的螺距s之間的關(guān)系是:d_hd=0.03S^0.75mm較為合適;梳形銑刀的制造公差為d_hd=0.0163S^1/3較合適，這樣齒頂高dd就可按下式計算：H_d=h_g+d_hd+Dh+d 式中:h_g——螺紋的齒根高;Dh——梳銑刀允許的位移量： Dh=(b-b')/[2tg(e/2)]式中b——螺紋齒底槽寬;e——螺紋槽形角;b'——梳銑刀齒頂寬b'=(0.75～0.8)b

3 梳形銑刀加工中的問題分析

1. 螺紋梳形銑刀若具有前角后，其刀齒在軸間截面內(nèi)的齒形和前刀面上的齒形即與工件法剖面內(nèi)的截形不同，與g=0°時相比，因畸變而產(chǎn)生一定的加工誤差，但此誤差不大，尤其在g< 5°時誤差值更小。因此，一般僅對加工鋼質(zhì)藥筒的梳形銑刀(g> 5°)軸剖面內(nèi)的齒形和前刀面上的齒形進行修正計算或查表修正計算，也可用作圖法求出齒形。
   梳形銑刀前刀面的齒形修正按成形銑刀進行修正以保證回轉(zhuǎn)面軸向齒形角不變，從圖4中的幾何關(guān)系可以看出：
   sinb₁=Rsing_p/(R-h₁₀)
   sinb₂=Rsing_p/[R-(h₁₀+h₂₀)]
   h_10g=[(R-h₁₀)sin(b₁-g_p)]/sing_p
   h_20g=[(R-(h₁₀+h₂₀)]sin(b₂-b₁)]/sinb₁
   則： tg(a_g/2)=tg(a/2)=(h₁₀+h₂₀)sing_p/{[R-(h₁₀+h₂₀]sin(b₂-g_p)}式中：R——梳銑刀半徑；g_p——梳銑刀頂刃前角
   a——螺紋牙型角；a_g——梳銑刀前刀面齒形角
   h₁₀，h₂₀——梳銑刀回轉(zhuǎn)面軸向齒形齒頂高和齒根高
   h_10g，h_20g——梳銑刀前刀面齒形齒頂高和齒根高


2. 旋風銑削藥筒螺紋的梳形銑刀由于其一側(cè)齒形角很小，為達到側(cè)刃后角a₀的正常工作角度，而采用斜向鏟齒，這樣梳形銑刀齒形兩則和齒頂必須在一次調(diào)整中加工出來，來確保梳形銑刀重磨后齒形保持不變。


3. 直槽式梳形銑刀旋風銑削螺紋時，切削不平穩(wěn)，振動較大，致使銑制的螺紋表面帶有不平滑的波紋，尤其梳形銑刀切削長度L較大時，影響最為嚴重。為改善切削狀態(tài)，可改用螺旋槽式的結(jié)構(gòu)，螺旋角通常取5°～8°，但由于直槽式制造容易，刃磨和檢驗方便，加之藥筒螺紋長度較短(l<20mm)，因此，我們認為銑削藥筒螺紋的梳形銑刀采用直槽式能達到加工要求，且經(jīng)濟可行。

4 結(jié)語