镶齿锯片45°倒角加工工艺研究

赵育宏 贾小平

摘 要：镶齿锯片每隔一齿有倒45°角的齿。45°倒角要有一定的后角。为加工45°倒角，设计一台专机与卡具，磨头的砂轮轴线与水平锯片成45°角，锯片被安装在能自动分齿的卡具上。

关键词：镶齿锯片;45°倒角;加工工艺

中图分类号：TG506      文献标志码：A

0 引言

挤压是基于铸造与锻造发展的一种无切削加工的新型金属加工工艺。它具有铸造工艺简单、生产成本低等优点，减少了铸造浇筑冲击与涡流的产生，使制件组织均匀细密。具有模锻制件晶粒细小、力学性能好等特点。能耗低于普通模锻。

1 结构

1.1 工作过程

间接挤压铸造具有浇道短、截面大、保压时间长等特点。该文模具采用一模两腔布置，分型面采用曲面分裂，搅油杆部分设置在其中线位置上。

方案一：浇头套设置在模具下，需要3个独立液压缸运行。定量合金液浇入18，横梁下降带动5向下合模，7通过6使液压缸定位，预留二次挤压高。液压缸工作，液压缸的17运动，合金液进入型腔，完成充型辅助液压缸带动大头凸模向下。二次挤压未凝固液态金属。制件凝固后上下工作台带动上模上升开模，辅助液压缸下降，大头模型与5相对运动，凸模推出液锻件，进行喷刷涂料循环操作。

方案二：模具运行需要2个独立液压缸完成。模具合模钱调整6与14高度，大头凸模预留2次加压高定位。将定量合金液浇入20与19的压室，横梁带动13向下。通过14变形将合模力传递到3，弹簧压板与9接触，合金液由19充满型腔，上工作台横梁继续下降，由13推动7向下，二次挤压未凝固金属液。制件凝固后上工作台横梁向上，由12带动上框模向上，凸模固定板上行。工作台横梁上升，10与11接触，横梁继续向上，7相对上模向下，顶出液锻件喷刷涂料，循环操作。图1为复合挤压模具结构。

1.2 工艺的设计（图2）

热挤压工艺的设计直接影响着制件的质量、成本、效率等。采用2层组合凹模结构，凸模设计为空心状。

将坯料放入凹模型腔，随4下行，坯料，杆部挤成形。

随挤压变形力增大，金属流动到顶件器，头部成形。金属反向流动，直到反挤成形。挤压完成，上莫回程，工件在7中，压力机下岗动作，过11头部顶出7，完成脱模。要保证工件与预件器不抱死，11兼头部正挤压的凹模作用。

拉杆挤压最大外圆直径为φ90 mm，坯料用φ90 mm的棒料，高85 mm。

用断面收缩ε表示验证材料的许用变形程度。毛坯变形程度为ε=[（3.14×902/4）-（3.14×382/4）]/（3.14×902/4）=82.17 %.ε<ε许=97 %，满足要求。

在复合挤压中，凸模下行，挤压力克服金属变形阻力，金属入凹模腔。拉杆头先成形，金属杆部受挤。凸模下行，杆部结束成形，挤压力最大，复合压力P复=P反，反挤压力为P反=K×[8+1/（D/d-1）]2.δb（kN），其中P反为反挤压压力，K为校正系数，d为反挤压模凸模直径，D 为反挤压凹模直径，δb为挤压终温度时材料极限强。

2A50在490 ℃强度极限δb=335MPa，校正系数0.4，d=38mm。D =90mm，反挤压力P= 0.4×[8+1/（90/38-1）]×382×335=1790 kN。因此P反在液压机公称压力范围内。

2 模具结构分析

该工艺采用一次挤压成形，凹模设计为2层组合结构。该模型具结构简单，使用方便。可擠压不同头部形状与杆部直径的零件。

凸模为空心结构， 其单位挤压力高， 易变形， 采用3CrNiW8V 材料，凹模用单层预紧结构，材料选40Cr，热处理硬度42～46HRC。

设计合理的入模角度便于金属流动，从而降低挤压力。凹凸模与制件应由一定出模斜度，工作中润滑剂要喷洒均匀，避免挤压中拉杆头部偏移。反挤中保证坯料与模具的清洁度，减少成层气泡。

2.1 磨水平后角α0偏移量

锯片与磨头所处位置中，首先要确定磨头中心与锯片中心的偏移量，获得所要求的后角。首先看一般锯片水平后角α0的磨削法。

保证α0的数值要确定AB的大小，在直角三角形ABD中，

AB=OAsinθ=Rsinθ （1）

其中R为锯片半径。AC⊥OA，因OB⊥AB，将θ代入（1），得

AB=Rsiα0            （2）

为磨削水平后角α0偏移量计算公式

2.2 磨45°偏移量

磨头与锯片成45°角下，偏移量为多少保证α0角数值，要推导α0与αn的关系，α0过（2）计算偏移量。

取一块长方体，作ABOE平面与EDCO成45°角，∠OBC=90°-φ，将ABOE平面作φ倒角切削平面。过OB作与ABOE成αn角的平面BOFI，为φ倒角后刀面，αn为φ倒角后角，过OE垂直BOFI平面相交OG直线，因EO与GO垂直于BO，故GO与EO角EOG为ABOE与BOFI间的二面角，∠EOG=αn

过OE作⊥CDEO ，BOFI与OH相交，因EO与HO垂直于CO，因此EO与HO角HOE为BOFI与CDEO的夹角，BOFI相对于水平面后角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）计算片移构量

2.3 计算实例

锯片外径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，达到45°倒角后角要求，此公式正确。

3 结语

利用挤压铸造工艺，其制件组织与性能接近模锻件，减少了铸件中的不足问题。双重挤压铸造有机结合直接间接挤压工艺，方案一运行稳定性较好。采用杆部反挤头部正挤复合工艺铝合金拉杆，最大限度地利用318t油压机设备能力，模具结构简单。挤压力小，产品导电率及强度达到需求标准，采用本工艺生产效率大大提高。

参考文献

[1]陈娟娟，唐全波，赵建华，等.铝合金连杆的双重挤压铸造模具设计[J].热加工工艺，2011，40（3）：207-209.

[2]黄英杰.铝合金拉杆复合挤压工艺及模具设计[J].制造技术与机床，2009（7）：18-19.