合理設計刀桿刀具實現深槽的加工
2020-11-28 來源：安徽馬鋼表面技術股份有限公司 作者：徐小龍，胡雯雯
摘 要: 通過對窄開檔深槽結構的分析，合理設計刀桿刀具，并選擇適當的切削參數，實現了難加工件的加工。
關鍵詞: 窄開檔; 深槽; 刀桿刀具; 切削參數
由于產品結構的更新換代，這對我們工程技術人員提出了越來越高的要求，要求我們技術人員在原有知識和經驗的基礎上，創造性的開拓思路，解決問題。下面就前期車間一種難加工輥子的解決思路做一小結。
1 、輥子加工難點
原成品輥子圖紙見圖 1，由于現場使用狀況有所變化，需要在原成品輥的基礎上加工 4 道 290 /428x80 的環形槽( 見圖 2) ，觀察 4 道環形槽的位置，左右兩邊的環形槽不難加工，難點在于中間 70開檔的兩道環形槽，難點有三:
( 1) 開檔太窄，而刀桿太粗，不能進去，細刀桿又不能滿足強度要求;
( 2) 環形槽太深，而開檔太窄，刀具不能深入槽底部;
( 3) 原成品輥子有 4 － 40 孔，刀具移動到此處時，容易產生振動而傷刀。
圖 1 原成品輥子
2 、解決思路及辦法
面對以上三個問題，經逐一分析，綜合考慮，找到了如下解決辦法:
對第一個難題，由于 70 刀桿不能進入輥子70 開檔，即使勉強進入，刀桿也不能橫向移動。但我們做一圖 3 所示 70 圓的內接四邊形，其每邊僅有 49． 5 寬，經材料力學強度公式計算，強度只比原來減少 15% ，通過用 49． 5 方刀桿代替 70 圓刀桿，強度沒有削弱多少，但刀桿能進入 70 開檔，而且刀桿還有 70 － 49． 5 = 20． 5 的移動間隙，為后面切槽創造了條件。經車床試切削加工，不但強度滿足要求，而且刀桿進退、橫移都很自如。
圖 2 環形槽輥子
圖 3 圓形刀桿與方形刀桿
對第二個難題，由于開檔 70 太窄，而環形槽太深，達到 80，難于加工，因而我們摒棄了普通車刀，重新設計了圖 4 的多把長度不等的兩邊切削車刀。第一把車刀長度為 65，以適應槽寬 70，并留有少量退刀間隙，通過圖 4 可以計算得出該把車刀能加工環形槽最大深度為 65 － 10 － 5 － 20 /2 － 49． 5 /2 = 15． 25 mm( 其中 65 為刀具長度，10 為刀具切削刃長度，5 為刀具固定螺栓到切削刃邊的距離，20為刀具兩固定螺栓中心距，49． 5 為刀桿寬度) ，加工完開檔一邊環形槽后，將刀桿移向開檔另一邊，同樣可以加工深度為 15． 25 環形槽，加工后，兩環形槽間距變為 70 + 15． 25 + 15． 25 = 100． 5;第二把車刀長度為 90，100． 5 － 90 = 10． 5 mm的間隙為刀具進入環形槽用，不然刀具不能進去，第二把車刀切屑后環形槽深度變為 90 － 10 － 5 －20 /2 － 49． 5 /2 = 40． 25，兩 環 形 槽深 度 變 為 70 +40． 25 + 40． 25 = 150． 5;第三把車刀長度為 130，150． 5 － 130 = 20． 5mm 的間隙 為 刀具 進入 環 形 槽 用，隨著 環 形 槽 越深，留給刀具的間隙越大，刀具才能進入環形槽，第三把車刀切屑后環形槽深度變為 130 － 10 － 5 －20 /2 － 49． 5 /2 = 80． 25，從而滿足 了 加 工 290 /428x80 的環形槽的要求。
對第三個難題，原成品輥子有 4 － 40 孔，刀具移動到此處時，容易產生振動而傷刀。對于這個問題，我們在設計圖 4 所示刀具時，將切削刃加寬加厚，寬 x 厚達到了 20x15，大大加強了切削刃強度; 不僅如此，我們還通過多次試制，通過數據的對比分析，找到了良好的切削參數為切削速度 30 r/min，進給量 0． 2 mm / r，切削深度 3 mm，在這一切削參數下，不僅保證了加工的平穩，保護了刀具，而且較好的保證了效率，一舉兩得。
圖 4 車刀
3、 結束語
通過以上輥類備件加工難點的分析，我們重新設計刀桿刀具，并合理選擇切削參數，找到了解決辦法，為該方面問題解決貢獻了一種新的思路和方法。
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