電機(jī)轉(zhuǎn)子槽口加工專用盤形可轉(zhuǎn)位銑刀的設(shè)計(jì)

1、電機(jī)轉(zhuǎn)子槽口加工專用盤形可轉(zhuǎn)位銑刀的設(shè)計(jì)        1 引言國內(nèi)電機(jī)行業(yè)過去一直使用成形立銑刀加工電機(jī)轉(zhuǎn)子下線槽槽口。由于受電機(jī)轉(zhuǎn)子下線槽槽寬的限制，這種立銑刀直徑較小、有效齒數(shù)少，因此其整體剛性較差、加工效率不高。為提高加工效率，目前不少電機(jī)生產(chǎn)廠已改用盤形可轉(zhuǎn)位槽口銑刀在帶交叉銑頭的轉(zhuǎn)子銑床上進(jìn)行加工。由于這種成形盤銑刀的直徑不受電機(jī)轉(zhuǎn)子下線槽槽寬的限制，因此刀盤直徑可設(shè)計(jì)得較大，使參與加工的有效齒數(shù)增加，容屑槽增大，從而可顯著提高加工效率。但由于該銑刀的可轉(zhuǎn)位刀片之間的搭接精度要求較高，因此設(shè)計(jì)、制造難度

2、較大。如采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、加工方法，很難達(dá)到使用要求，且效率較低。為此，我公司引進(jìn)德國英格索爾MAX-1型可轉(zhuǎn)位銑刀的設(shè)計(jì)、編程、生產(chǎn)技術(shù)以及美國SDRC公司的1-deasCAD/CAM應(yīng)用軟件，成功設(shè)計(jì)、制造出了加工電機(jī)轉(zhuǎn)子槽口的專用盤形可轉(zhuǎn)位銑刀。2 盤形可轉(zhuǎn)位槽口銑刀的特點(diǎn)盤形可轉(zhuǎn)位槽口銑刀的結(jié)構(gòu)見圖1。該刀具具有以下特點(diǎn):采用英格索爾MAX-1型立裝刀片結(jié)構(gòu)，刀具在切削過程中主要靠切削力夾緊，只需用一個(gè)螺釘對(duì)刀片定位、緊固，因此結(jié)構(gòu)簡單可靠，刀片更換方便，定位準(zhǔn)確;刀具采用切向定位安裝方式，可承受較大切向力，刀片不易磨損和崩刃，且磨損區(qū)域較寬;刀盤直徑和容屑槽較大，可采用大進(jìn)給量、大切深

3、進(jìn)行切削;為減小銑削時(shí)的最大切削力及切削力波動(dòng)，刀片采用不等分排列，使各刀片承受的切削載荷基本均勻。因此，使用該刀具加工電機(jī)轉(zhuǎn)子下線槽槽口可大大提高加工效率。 3 盤形可轉(zhuǎn)位槽口銑刀的設(shè)計(jì)銑刀設(shè)計(jì)內(nèi)容包括:采用CAD技術(shù)在計(jì)算機(jī)上繪制電機(jī)轉(zhuǎn)子下線槽槽口的標(biāo)準(zhǔn)型線;對(duì)型線進(jìn)行分段，并用相應(yīng)硬質(zhì)合金刀片的刀刃組成各段型線;根據(jù)刀具型線設(shè)計(jì)刀片形狀，并將設(shè)計(jì)好的刀片擺放到下線槽槽口的標(biāo)準(zhǔn)型線上，形成如圖2所示的刀片搭接圖。 電機(jī)轉(zhuǎn)子下線槽槽口的標(biāo)準(zhǔn)型線由A、B、C、D四個(gè)刀片搭接而成。刀片按槽口標(biāo)準(zhǔn)型線搭接完成后，刀片在刀體上的最終位置通常采用直接轉(zhuǎn)后角法或刀片錯(cuò)位法確定。直接轉(zhuǎn)后角法是將刀片排列好

4、后，直接繞刀片的切削刃轉(zhuǎn)一個(gè)后角。該方法型線準(zhǔn)確，但在刀盤圓周上不能形成側(cè)隙角，因此切削時(shí)會(huì)發(fā)生干涉，難以滿足該刀具的使用要求。刀片錯(cuò)位法是利用刀片錯(cuò)位形成后角落差，同時(shí)在圓周上可產(chǎn)生側(cè)隙角。該方法的缺點(diǎn)是切削刃存在一定的直線度誤差，但計(jì)算表明，該誤差只有千分之幾毫米，遠(yuǎn)小于下線槽槽口的精度要求，因此該方法適用于該銑刀的設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)步驟如下： 1. 計(jì)算刀片錯(cuò)位值Y 1.按照英格索爾MAX-1型可轉(zhuǎn)位銑刀的結(jié)構(gòu)，將刀片進(jìn)行錯(cuò)位，形成落差。計(jì)算刀片錯(cuò)位值Y的經(jīng)驗(yàn)公式為 2.當(dāng)N=(R2-H2)½時(shí)：Y=H 3.當(dāng)N(R2-H2)½時(shí)：:Y=(H2-N2+2NR)/(2H)式

5、中：R刀具半徑 4.H刀片厚度 5.N后角落差6.7. 刀片錯(cuò)位 計(jì)算出每個(gè)刀片的錯(cuò)位值Y后，選取刀片上一點(diǎn)作為基準(zhǔn)點(diǎn)，測出其半徑R，然后將刀片錯(cuò)位Y值后再橫移x值(x=(R2-Y2)½)，刀片即可形成后角及圓周側(cè)隙角。8.9. 刀片角度修正 由于刀片錯(cuò)位使切削刃發(fā)生了變化，因此必須對(duì)刀片在型線上的角度加以修正。首先在計(jì)算機(jī)上測出刀片切削刃兩端點(diǎn)的半徑值R及軸向差值dx,計(jì)算出實(shí)際切削刃與軸線的夾角q(q=arctan(R1-R2)/d2);然后將q理論值相減，求出修正值Dq；將刀片旋轉(zhuǎn)Dq角后再測量一次實(shí)際夾角，如誤差大于0.01°(相當(dāng)于2µm的直線誤差)，則

6、需再次進(jìn)行修正，直至刀片的實(shí)際偏角與標(biāo)準(zhǔn)型線相吻合，滿足規(guī)定要求為止。10.11. 其它尺寸設(shè)計(jì) 完成一組刀片的錯(cuò)位修正后，根據(jù)刀片位置設(shè)計(jì)出刀片的容屑槽、空刀孔、螺釘孔等尺寸。12.13. 確定刀片組數(shù) 根據(jù)刀體尺寸確定該銑刀的刀片組數(shù)。由于圓周齒的切削量較大，因此每組刀片應(yīng)多增加一片圓周齒刀片。14.4 盤形可轉(zhuǎn)位槽口銑刀加工程序的設(shè)計(jì)在完成盤形可轉(zhuǎn)位槽口銑刀刀體的CAD設(shè)計(jì)后，即可利用CAM模塊對(duì)刀體進(jìn)行仿真加工。刀具的設(shè)計(jì)加工流程如圖3所示。 1. 設(shè)計(jì)加工工序?yàn)闇p小重復(fù)定位誤差，該銑刀采用一次裝夾完成全部加工過程。刀片槽的加工共設(shè)計(jì)了8道工序：銑空刀銑容屑槽粗銑刀片槽半精銑刀片槽螺釘孔定中心鉆螺紋底孔攻絲精銑刀片槽。根據(jù)設(shè)計(jì)的工序，加工系統(tǒng)能自動(dòng)選擇相應(yīng)的刀具及合理的切削用量和加工余量。 2. 生成加工程序 1.加工工序設(shè)計(jì)完成后，加工模塊根據(jù)需要加工的內(nèi)容安排加工路線，并按設(shè)計(jì)的工序進(jìn)行仿真加工;確定加工工序正確無誤后，即可生成加工該刀具的刀位文件;然后選擇所用機(jī)床的后處理程序?qū)Φ段晃募M(jìn)行后處理，生成機(jī)床加工用的目標(biāo)文件(G代碼文件);最后還需對(duì)該文件進(jìn)行編輯，去掉仿真過程中一些不必要的語句，生成最終的加工程序。2.3. 試加工與檢測 將最終生成的加工程序傳輸?shù)较鄳?yīng)的加工中心上，對(duì)工件進(jìn)行試加工，并在投