鑲齒鋸片45°倒角加工工藝研究

趙育宏 賈小平

摘 要：鑲齒鋸片每隔一齒有倒45°角的齒。45°倒角要有一定的后角。為加工45°倒角，設計一臺專機與卡具，磨頭的砂輪軸線與水平鋸片成45°角，鋸片被安裝在能自動分齒的卡具上。

關鍵詞：鑲齒鋸片;45°倒角;加工工藝

中圖分類號：TG506? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

擠壓是基于鑄造與鍛造發(fā)展的一種無切削加工的新型金屬加工工藝。它具有鑄造工藝簡單、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，減少了鑄造澆筑沖擊與渦流的產(chǎn)生，使制件組織均勻細密。具有模鍛制件晶粒細小、力學性能好等特點。能耗低于普通模鍛。

1 結(jié)構(gòu)

1.1 工作過程

間接擠壓鑄造具有澆道短、截面大、保壓時間長等特點。該文模具采用一模兩腔布置，分型面采用曲面分裂，攪油桿部分設置在其中線位置上。

方案一：澆頭套設置在模具下，需要3個獨立液壓缸運行。定量合金液澆入18，橫梁下降帶動5向下合模，7通過6使液壓缸定位，預留二次擠壓高。液壓缸工作，液壓缸的17運動，合金液進入型腔，完成充型輔助液壓缸帶動大頭凸模向下。二次擠壓未凝固液態(tài)金屬。制件凝固后上下工作臺帶動上模上升開模，輔助液壓缸下降，大頭模型與5相對運動，凸模推出液鍛件，進行噴刷涂料循環(huán)操作。

方案二：模具運行需要2個獨立液壓缸完成。模具合模錢調(diào)整6與14高度，大頭凸模預留2次加壓高定位。將定量合金液澆入20與19的壓室，橫梁帶動13向下。通過14變形將合模力傳遞到3，彈簧壓板與9接觸，合金液由19充滿型腔，上工作臺橫梁繼續(xù)下降，由13推動7向下，二次擠壓未凝固金屬液。制件凝固后上工作臺橫梁向上，由12帶動上框模向上，凸模固定板上行。工作臺橫梁上升，10與11接觸，橫梁繼續(xù)向上，7相對上模向下，頂出液鍛件噴刷涂料，循環(huán)操作。圖1為復合擠壓模具結(jié)構(gòu)。

1.2 工藝的設計（圖2）

熱擠壓工藝的設計直接影響著制件的質(zhì)量、成本、效率等。采用2層組合凹模結(jié)構(gòu)，凸模設計為空心狀。

將坯料放入凹模型腔，隨4下行，坯料，桿部擠成形。

隨擠壓變形力增大，金屬流動到頂件器，頭部成形。金屬反向流動，直到反擠成形。擠壓完成，上莫回程，工件在7中，壓力機下崗動作，過11頭部頂出7，完成脫模。要保證工件與預件器不抱死，11兼頭部正擠壓的凹模作用。

拉桿擠壓最大外圓直徑為φ90 mm，坯料用φ90 mm的棒料，高85 mm。

用斷面收縮ε表示驗證材料的許用變形程度。毛坯變形程度為ε=[（3.14×902/4）-（3.14×382/4）]/（3.14×902/4）=82.17 %.ε<ε許=97 %，滿足要求。

在復合擠壓中，凸模下行，擠壓力克服金屬變形阻力，金屬入凹模腔。拉桿頭先成形，金屬桿部受擠。凸模下行，桿部結(jié)束成形，擠壓力最大，復合壓力P復=P反，反擠壓力為P反=K×[8+1/（D/d-1）]2.δb（kN），其中P反為反擠壓壓力，K為校正系數(shù)，d為反擠壓模凸模直徑，D 為反擠壓凹模直徑，δb為擠壓終溫度時材料極限強。

2A50在490 ℃強度極限δb=335MPa，校正系數(shù)0.4，d=38mm。D =90mm，反擠壓力P= 0.4×[8+1/（90/38-1）]×382×335=1790 kN。因此P反在液壓機公稱壓力范圍內(nèi)。

2 模具結(jié)構(gòu)分析

該工藝采用一次擠壓成形，凹模設計為2層組合結(jié)構(gòu)。該模型具結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。可擠壓不同頭部形狀與桿部直徑的零件。

凸模為空心結(jié)構(gòu)， 其單位擠壓力高， 易變形， 采用3CrNiW8V 材料，凹模用單層預緊結(jié)構(gòu)，材料選40Cr，熱處理硬度42～46HRC。

設計合理的入模角度便于金屬流動，從而降低擠壓力。凹凸模與制件應由一定出模斜度，工作中潤滑劑要噴灑均勻，避免擠壓中拉桿頭部偏移。反擠中保證坯料與模具的清潔度，減少成層氣泡。

2.1 磨水平后角α0偏移量

鋸片與磨頭所處位置中，首先要確定磨頭中心與鋸片中心的偏移量，獲得所要求的后角。首先看一般鋸片水平后角α0的磨削法。

保證α0的數(shù)值要確定AB的大小，在直角三角形ABD中，

AB=OAsinθ=Rsinθ （1）

其中R為鋸片半徑。AC⊥OA，因OB⊥AB，將θ代入（1），得

AB=Rsiα0? ? ? ? ? ? （2）

為磨削水平后角α0偏移量計算公式

2.2 磨45°偏移量

磨頭與鋸片成45°角下，偏移量為多少保證α0角數(shù)值，要推導α0與αn的關系，α0過（2）計算偏移量。

取一塊長方體，作ABOE平面與EDCO成45°角，∠OBC=90°-φ，將ABOE平面作φ倒角切削平面。過OB作與ABOE成αn角的平面BOFI，為φ倒角后刀面，αn為φ倒角后角，過OE垂直BOFI平面相交OG直線，因EO與GO垂直于BO，故GO與EO角EOG為ABOE與BOFI間的二面角，∠EOG=αn

過OE作⊥CDEO ，BOFI與OH相交，因EO與HO垂直于CO，因此EO與HO角HOE為BOFI與CDEO的夾角，BOFI相對于水平面后角α0。

直角△HGE中

∠EHG=90°-φ，GE=HEsin（90°-φ）=HEcosφ? ? （3）

直角△HEO中，HE=OEtgαn? ? ? ? ? （4）

直角△GEO中，GE=OEtgα0? ? ? ? ? ? （5）

（4）（5）代入（3）得

tgαn=cosΦtgα0 .α0=arctg（tgαn/cosφ） ? （6）

用式（2）計算片移構(gòu)量

2.3 計算實例

鋸片外徑φ1320·αn=8°±2°，φ=45°。求偏移量e

解：α0=arctg（tgαn/cosφ）=arctg（tg8°/cos45°）=11.24°

e=Rsinα0=（1320/2）×sin11.24°=128.66 mm

用此式算α0，再算偏移量，達到45°倒角后角要求，此公式正確。

3 結(jié)語

利用擠壓鑄造工藝，其制件組織與性能接近模鍛件，減少了鑄件中的不足問題。雙重擠壓鑄造有機結(jié)合直接間接擠壓工藝，方案一運行穩(wěn)定性較好。采用桿部反擠頭部正擠復合工藝鋁合金拉桿，最大限度地利用318t油壓機設備能力，模具結(jié)構(gòu)簡單。擠壓力小，產(chǎn)品導電率及強度達到需求標準，采用本工藝生產(chǎn)效率大大提高。

參考文獻

[1]陳娟娟，唐全波，趙建華，等.鋁合金連桿的雙重擠壓鑄造模具設計[J].熱加工工藝，2011，40（3）：207-209.

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