合理设计刀杆刀具实现深槽的加工
2020-11-28 来源：安徽马钢表面技术股份有限公司 作者：徐小龙，胡雯雯
摘 要: 通过对窄开档深槽结构的分析，合理设计刀杆刀具，并选择适当的切削参数，实现了难加工件的加工。
关键词: 窄开档; 深槽; 刀杆刀具; 切削参数
由于产品结构的更新换代，这对我们工程技术人员提出了越来越高的要求，要求我们技术人员在原有知识和经验的基础上，创造性的开拓思路，解决问题。下面就前期车间一种难加工辊子的解决思路做一小结。
1 、辊子加工难点
原成品辊子图纸见图 1，由于现场使用状况有所变化，需要在原成品辊的基础上加工 4 道 290 /428x80 的环形槽( 见图 2) ，观察 4 道环形槽的位置，左右两边的环形槽不难加工，难点在于中间 70开档的两道环形槽，难点有三:
( 1) 开档太窄，而刀杆太粗，不能进去，细刀杆又不能满足强度要求;
( 2) 环形槽太深，而开档太窄，刀具不能深入槽底部;
( 3) 原成品辊子有 4 － 40 孔，刀具移动到此处时，容易产生振动而伤刀。
图 1 原成品辊子
2 、解决思路及办法
面对以上三个问题，经逐一分析，综合考虑，找到了如下解决办法:
对第一个难题，由于 70 刀杆不能进入辊子70 开档，即使勉强进入，刀杆也不能横向移动。但我们做一图 3 所示 70 圆的内接四边形，其每边仅有 49． 5 宽，经材料力学强度公式计算，强度只比原来减少 15% ，通过用 49． 5 方刀杆代替 70 圆刀杆，强度没有削弱多少，但刀杆能进入 70 开档，而且刀杆还有 70 － 49． 5 = 20． 5 的移动间隙，为后面切槽创造了条件。经车床试切削加工，不但强度满足要求，而且刀杆进退、横移都很自如。
图 2 环形槽辊子
图 3 圆形刀杆与方形刀杆
对第二个难题，由于开档 70 太窄，而环形槽太深，达到 80，难于加工，因而我们摒弃了普通车刀，重新设计了图 4 的多把长度不等的两边切削车刀。第一把车刀长度为 65，以适应槽宽 70，并留有少量退刀间隙，通过图 4 可以计算得出该把车刀能加工环形槽最大深度为 65 － 10 － 5 － 20 /2 － 49． 5 /2 = 15． 25 mm( 其中 65 为刀具长度，10 为刀具切削刃长度，5 为刀具固定螺栓到切削刃边的距离，20为刀具两固定螺栓中心距，49． 5 为刀杆宽度) ，加工完开档一边环形槽后，将刀杆移向开档另一边，同样可以加工深度为 15． 25 环形槽，加工后，两环形槽间距变为 70 + 15． 25 + 15． 25 = 100． 5;第二把车刀长度为 90，100． 5 － 90 = 10． 5 mm的间隙为刀具进入环形槽用，不然刀具不能进去，第二把车刀切屑后环形槽深度变为 90 － 10 － 5 －20 /2 － 49． 5 /2 = 40． 25，两 环 形 槽深 度 变 为 70 +40． 25 + 40． 25 = 150． 5;第三把车刀长度为 130，150． 5 － 130 = 20． 5mm 的间隙 为 刀具 进入 环 形 槽 用，随着 环 形 槽 越深，留给刀具的间隙越大，刀具才能进入环形槽，第三把车刀切屑后环形槽深度变为 130 － 10 － 5 －20 /2 － 49． 5 /2 = 80． 25，从而满足 了 加 工 290 /428x80 的环形槽的要求。
对第三个难题，原成品辊子有 4 － 40 孔，刀具移动到此处时，容易产生振动而伤刀。对于这个问题，我们在设计图 4 所示刀具时，将切削刃加宽加厚，宽 x 厚达到了 20x15，大大加强了切削刃强度; 不仅如此，我们还通过多次试制，通过数据的对比分析，找到了良好的切削参数为切削速度 30 r/min，进给量 0． 2 mm / r，切削深度 3 mm，在这一切削参数下，不仅保证了加工的平稳，保护了刀具，而且较好的保证了效率，一举两得。
图 4 车刀
3、 结束语
通过以上辊类备件加工难点的分析，我们重新设计刀杆刀具，并合理选择切削参数，找到了解决办法，为该方面问题解决贡献了一种新的思路和方法。
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