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加工大直径孔的刀具

时间:2011-05-28 08:55:46 来源:未知

一、刀具结构设计

刀具结构见图1。

1.刀体 2.调整垫片 3.主切刀 4.紧固螺钉
5.装刀槽 6.定位心轴 7.副切刀
图1 刀具结构示意图
  • 刀体
    根据Z35摇臂钻床对刀具装夹的要求,刀体的尾部锥度为莫氏5号,同时在刀体对称位置设计两个装刀槽。刀体材料采用40Cr或45钢,调质处理硬度在26~28HRC,装刀槽采用焊接方式与刀体连接增加了强度和刚性。
  • 心轴
    在刀体的中心部位设计一安装定位心轴的孔。心轴的作用,一方面为刀体提供一个支承点,提高整个系统的刚性,另一方面起到了对刀具的定位作用,减少找正时间。定位心轴与定位工艺孔之间的间隙为0.05~0.08mm,材料为45钢,与工艺孔配合部分要求表面高频淬火45~50HRC。
  • 调整垫片及装刀槽
    装刀槽用来安装刀具,与刀体焊接成一体,要求具备一定的刚度、强度,侧面有两螺孔供压紧切刀的螺钉用。调整垫片是一组仅厚度不同的长方体垫片,用来调整刀具在装刀槽中的位置,从而能够用一把刀具加工出不同尺寸的孔。要求调整垫片厚度尺寸公差为±0.01mm,并且一组垫片厚度尺寸之差为0.5~1mm,根据加工孔直径尺寸也可制做专门的系列调整垫片。
  • 二、切削刀具

    刀具切削性能的好坏主要取决于刀具的材料和刀具的几何参数,根据加工件的材料和加工工艺需要选用合理的刀具材料、几何角度。
    1. 刀具材料

      前角g0=15°~20°
      后角a0=10°~12°
      主偏角kr=60°
      副偏角kr'=1°
      刃倾角ls=2°
      图2 主切刀几何角度

      前角g0=15°~20°
      后角a0=10°~12°
      主偏角kr=90°
      副偏角kr'=1°
      刃倾角ls=2°
      注:圆弧大小根据加工孔直径确定
      图3 副切刀几何角度
      综合考虑各种因素选用高速钢(W18Cr4V)。
    2. 刀具几何角度
      综合考虑刀具切削过程中的排屑、切削力、夹刀、耐用度等因素,刀具设计成主切刀和副切刀两种形式,根据各自不同的作用和要求选择不同的刀刃形状和几何角度。
      1. 主切刀 主要用来切除工件加工余量,要求具有一定的强度和韧性,其刃口选用宝剑式刃口,如图2所示。
      2. 副切刀 主要作用是控制加工出的内孔直径。要求刀具具有良好的刚性和耐磨性,以保证孔的尺寸精度,其刀刃形状为平直形式,如图3所示。

    三、切刀的安装

    根据此刀具的结构特点,为减少切削的阻力,提高刀具的耐用度,主切刀主要用来切除金属,副切刀主要用来控制尺寸精度,故刀具在装夹和切削时必须遵循一定的原则。如图4所示。
    r—加工孔的半径 b—切刀刃宽度
    h—主、副切刀刀尖高度差(h=0.1~0.2mm)
    c—主切刀装夹位置
    图4 刀具切削原理示意图

    #p#分页标题#e#四、应用效果

    我厂乙烯厂动力车间的管箱配件,其中主要配件管箱隔板,材料为16MnR,要求在上面加工16—f120mm大孔,板长2.5m,宽1.5mm,板厚20mm。最初采用钻孔后在T612镗床上镗孔,存在许多问题。
    后来设计使用此刀具,生产效率提高5倍左右,经济效益明显改善。
    这种刀具经过改进后还可以用来加工薄壁柱体上的超大直径孔,或圆弧面上的超大直径孔。