機夾大外圓反切刀具的製作方法

2023-10-08 13:32:29 2

專利名稱：機夾大外圓反切刀具的製作方法
技術領域：
本發明機夾大外圓反切刀具涉及金屬切削刀具。
目前我國的機夾切斷刀在高速切斷大直徑工件時，因受刀片強度低、刀杆剛性差的影響，排出的切屑極不安全，切入過程中容易發生擠刀、扎刀、悶車或打刀現象，因此對大直徑工件的切割很少採用高速切斷法。如切斷大直徑工件，一般都採用高速鋼製成的切斷刀，但這些切刀普遍存在刀頭剛度偏低，在切入過程中，切刀易產生自激振動，因而切刀的橫向進給量很小，致使生產效率太低，有時還會出現打刀現象，因此，對直徑超過100毫米的工件落料，往往採用大圓片銑刀將毛料按圖留餘量割成單件然後再進行機械加工，這樣既費工又費料，尤其是車削大批量片狀工件時，矛盾更為突出。
日本申請號50-17082切斷刀用的刀架利用保持板上的彈性槽通過緊固螺釘夾緊切斷刀片。申請號57-124685用於切削軟粘質材料的刀具利用圓柱形孔座安放一定範圍規格尺寸的刀具、利用彈性槽緊固螺釘來夾固刀具。以上兩種刀具的共同點都有彈性槽，但功能各異，對於直徑超過100毫米的金屬材料的反切落料加工都無法勝任。
本發明的目的是針對現有切刀的不足提供一種結構簡單、剛性好、能防振、刀片耐用度高，對φ150毫米的大外圓切割能實現機動進給、切割平穩、效率高的機夾大外圓反切刀具。
本發明的技術方案是這樣實施的機夾大外圓反切刀具的設計原理是根據機夾外圓車刀中的刀具角度、刀杆之刀槽幾何參數和刀片刃磨角度之間的關係，先將刀杆刀槽角度中的切深方向前角(即平行刀槽中心線剖面中的刀槽底平面前角，以下同)γpg和進給方向前角(即垂直於刀槽中心線剖面中的刀槽底平面前角，以下同)γfg選為定值，即選定γpg＝6°～-2°之間選取γpg＝0°、選定γfg＝0°。而車刀角度是刀片刃磨角與刀杆刀槽角度結合後的派生角，所以當刀杆γpg＝γfg＝0°時，機夾大外圓反切刀具角度就等於刀片的刃磨角度，反之，刀片安裝到刀杆刀槽後，刀片的刃磨角度就是反切刀具之角度。
機夾大外圓反切刀具由刀杆、刀片、壓緊螺栓所組成，用於普通車床對大直徑φ150毫米的圓鋼反切落料。
刀杆左側面有一縱向貫穿的敞口矩形刀槽，是安裝刀片的，針對刀槽的另一側開有與刀槽平行、並將刀槽及其刀桿頭部開通分成上、下兩部分的彈性槽，刀桿頭部左側沿切深方向延伸出帶有大、小圓弧的加強筋，是提高刀頭剛度的寬面加強筋。長條矩形刀片兩端均有刀刃和卷屑槽，該刀片被鑲入刀杆刀槽後通過貫穿在刀桿頭部的壓緊螺栓加以壓緊夾固。
按照本發明設計的機夾大外圓反切刀具，結構簡單剛性好，對切斷φ150毫米的大直徑工件來說，由於刀槽富有彈性所起的緩衝作用，故切斷平穩，有效的防止了扎刀和打刀現象，改變了工具機-工件-刀具系統剛度中而刀具往往是薄弱環節的通病，即使是低級車工只要記住注意事項，也能很快掌握機動進給切斷大直徑工件的技術，解決了過去大外圓另件的加工非要用圓片銑刀先落料那種既費工又費料的狀況，不僅降低了工人的勞動強度，還顯著提高了生產效率和降低了成本。
本發明有下列附圖。


圖1為機夾大外圓反切刀具的結構圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為圖1的側視圖。
圖4為刀杆結構圖。
圖5為圖4的俯視圖。
圖6為圖4的側視圖。
圖7為刀片結構圖。
圖8為圖7的俯視圖。
圖9為圖7A-A剖視圖。
圖10為圖7B-B剖視圖。
圖11為壓緊螺栓。
以下結合附圖實施例作詳細描述。
參照圖1～圖3機夾大外圓反切刀具由刀杆(1)、刀片(6)、壓緊螺栓(3)所組成。
刀杆(1)(圖4～圖6)材料選用45號鋼或40Cr鋼，其左側面開有一條縱向貫穿的敞口矩形刀槽(13)，針對刀槽的另一側面，自刀槽尾部附近起，開有一條與刀槽平行、並將刀槽及刀桿頭部開通分成上、下兩部分的彈性槽(2)，刀桿頭部左側沿刀片(6)切深方向延伸出帶有大、小圓弧(5)、(7)的薄板形加強筋(4)，避免刀片(6)鑲入刀槽(13)後處於懸臂狀態而影響剛性，加強筋(4)上的大圓弧(5)所形成的空腔避免最大工件切割時與刀具相碰，小圓弧(7)起導屑作用，防止切屑在切槽中不規則亂擠。安裝刀片(6)的刀槽(13)兩面間的距離在自由狀態時應與刀片相應尺寸有較緊密的配合，以保證刀片在刀槽內保持良好的接觸，有利刀片的夾固牢度和切斷時的平穩性。根據刀具角度、刀杆之刀槽幾何參數和刀片刃磨角度之間關係，選定刀杆刀槽切深方向前角γpg為6°～-2°，本實施例選取γpg＝0°，進給方向前角γfg＝0°，刀杆的左主偏角Krlg為90°左右，主后角αog為0°左右，以上角度根據加工條件預先加工成形。刀杆的硬度和彈性槽的彈性靠材料調質處理後獲得，刀具表面經氧化處理，既美觀又防鏽。
刀片(6)(圖7～圖10)材料選用高速鋼淬火或刀頭為高速鋼、其餘部分選用45號鋼的對焊結構經淬火製成。刀片為長條矩形狀，兩端均削刃和卷屑槽(14)，可同向或反向加工，便於調頭使用。刀片(6)與刀杆(1)之刀槽(13)的配合間隙通過夾緊後彈性槽(2)來克服。刀片的厚度略大於刀杆加強筋的厚度。為了提高刀刃耐用度，刀片刃部可採用塗層技術。刀片的刃磨角度有左主偏角Krlt為90°左右、前角γot為10°～20°、左刃傾角λslt為6°～-6°、主后角αot為6°左右、還有左副偏角Krlt′為1°左右、右副偏角KrRt′為1°左右、左副后角αolt′為1°左右、右副后角αoRt′為1°左右。這些角度可在普通砂輪機上磨出。本實施例選定刀杆的γpg＝γfg＝0°，因此刀片的刃磨角度就是反切刀具之角度。
條狀刀片(6)在刀杆(1)刀槽(13)內的夾固通過貫穿在刀杆(1)圓孔(12)中的壓緊螺栓(3)(圖11)，它使刀杆(1)上、下部分聯接成一整體。螺栓材料可用45號鋼或40Cr鋼，經調質處理達到提高其強度目的，螺栓的光軸(15)與刀杆內孔(12)要有較高的配合精度，頭部可製成內六方或外六方，表面氧化處理。
機夾大外圓反切刀具既然是反切刀，使用時切刀的刀刃要反裝，車床的卡盤要反轉，因此必須注意它的使用方法和安裝方法，為了能達到預定的效果，在進行切割之前必須注意下列幾點(1)、對被切工件要裝夾牢固，如工件較長，要用尾座死頂尖頂住。(2)、夾工件卡盤要有鎖緊裝置，以防反轉時掉落。(3)、切斷大直徑工件時，車床刀架底盤外側需加大壓緊螺母面積以減少單位面積拉力，防止切削力將刀架底盤拉裂。(4)、切割作業時，對高速鋼刀片的刃部必須充分冷卻，以防刀刃燒傷。(5)、刀架與工具機拖板間隙要調整適當，刀架底盤刻度對準「0」線，保證切面平直。
已安裝好刀片(6)並經螺栓壓緊的刀具，以其A面(8)為基面裝上刀架對正工件中心，B、C兩面(10)、(11)貼緊刀架，B面(10)貼緊刀架可藉助刀架精度自行對正切刀的垂直面，C面(11)貼緊刀架可提高刀具的剛性。然後，將刀架上的兩個螺釘壓在D面(9)，即刀杆被夾緊，這時，鬆開刀杆(1)上的壓緊螺栓(3)，將刀片(6)沿著刀槽(13)前後推拉幾下使主後刀面推到刀杆(1)加強筋(4)支承面頂端，再讓刀片(6)往內側推，使刀片側面和刀槽側面相貼，然後擰緊壓緊螺栓(3)即刀片被夾緊，切割加工即可開始。
切削速度和橫向進給量的選擇也是關鍵所在，因為此機夾反切刀選用的是高速鋼刀片，刀刃鋒利，但紅硬性差，切削速度的選擇在保證刀刃耐磨性前提下儘可能提高切削速度，因此，切割低碳鋼以40米/分左右為佳，切割高速鋼以15米/分左右為佳。橫向進給量的選擇在切削速度和切刀刃寬等條件不變的情況下，橫向進給量的多少會直接影響切削力的大小，所以適當控制進給量是保證安全生產的重要條件。由於該反切刀可承受的抗彎強度和刀杆的剛性較好，故可適當提高進給量以提高生產率，對切斷大直徑工件來說進給量最好控制在0.1毫米/轉左右。
權利要求
1.一種機夾大外圓反切刀具，由帶有彈性槽(2)的刀杆(1)、刀片(6)、壓緊螺栓(3)所組成，其特徵是所述的刀杆(1)左側面有一縱向貫穿的敞口矩形刀槽(13)，頭部左側沿切深方向延伸出帶有大、小圓弧(5)、(7)的加強筋(4)，在刀槽(13)中按裝著兩端均有刀刃和卷屑槽(14)的長條矩形刀片(6)。
2.如權利要求1所述的機夾大外圓反切刀具，其特徵是刀片(6)在刀槽(13)內的垂直安裝角中規定平行刀槽中心線剖面中的刀槽底平面前角稱為切深方向前角γpg為6°～-2°，垂直於刀槽中心線剖面中的刀槽底平面前角稱為進給方向前角γfg＝0°。
3.如權利要求1所述的機夾大外圓反切刀具，其特徵是刀片(6)刃磨角度有左主偏角Krlt為90°左右、前角γot為10°～20°、左刃傾角λslt為6°～-6°、主后角αot為6°左右、還有左副偏角Krlt′、右副偏角KrRt′、左副后角αolt′、右副后角αoRt′均為1°左右。
全文摘要
機夾大外圓反切刀具，由兩端具有刀刃和卷屑槽的條狀刀片鑲入刀杆之矩形刀槽後由螺栓壓緊而構成。由於刀杆上的加強筋和彈性槽等結構，使刀具具有良好的剛性和富有緩衝的彈性，有效防止了切斷過程中的振動、扎刀和打刀現象。此刀在C620或C630車床上以15～40米/分的切削速度、0.1～0.2毫米/轉的進給量，可機動進刀、平穩切斷Φ150毫米的工具鋼或低碳鋼，為在普通車床上對大直徑工件的落料提供了一種可靠的機夾切斷刀具。
文檔編號B23B27/16GK1038959SQ89104309
公開日1990年1月24日 申請日期1989年6月20日 優先權日1989年6月20日
發明者張邦南 申請人:張邦南