夹持整体式白钢刀镗刀杆的发明与应用

2012-02-20赵忠刚

装备制造技术 2012年4期

赵忠刚，刘鹏

（山东塔高矿业机械装备制造有限公司，山东宁阳 271411）

以往我们在用白钢刀镗削各类孔时，都是将长条白钢刀按加工孔的直径近似尺寸截断，分成小段按加工需要类型磨削后应用。在应用过程中，随切削磨钝需要对其反复刃磨，直到其长度小于20 mm后就无法再应用了（随白钢刀刀方的增大，其报废长度会相应增加的）。通常一个新的白钢刀得磨为3段左右，这就得浪费3个20 mm的刀块料头。如果不是用线切割截断，还需加砂轮磨削的不规则部分，需浪费80 mm左右。通常一条新白钢刀长度为170 mm，那么其实际切削利用率不到53%。

为此，笔者经过多年分析白钢刀的应用特点和夹持白钢刀刀杆的结构，发明了一种新的白钢刀应用方法，创新了一套科学的夹持白钢刀的刀杆，使一条新白钢刀实际切削利用率提高到88%以上。

1 一般镗刀杆的弊端分析

如图1中所示，序号1为一般镗刀杆，其上夹持的序号4为截断白钢刀镗刀块。

图1 镗刀的安装方式

以往该白钢刀镗刀块，是由一条新的白钢刀根据加工孔的直径尺寸截断后磨削而成的。如果没有线切割设备，通常就用砂轮对其进行截断。为防止白钢刀受砂轮磨削变热退火，截断过程中要不停地将白钢刀条放水中冷却，非常费时费力。白钢刀镗刀块截断后，还需将其截割口剩余部分在砂轮机上修磨掉，根据加工需求磨为相应类型的刀具，然后装夹在刀杆上进行切削。

当镗刀块经过反复使用刃磨近于刀杆半径后，便无法夹持进行切削了，通常剩余20 mm以上，随刀方的增大，有的达到35 mm。一般一个截口得磨掉10 mm以上，通常一条白钢刀需截为3段。可见其实际切削利用率很低，浪费较大。

2 新式镗刀杆的设计分析

如果一条新的白钢刀，不经截断而用来进行镗小孔时，用一般镗刀杆肯定不行。因为白钢刀在与刀杆垂直夹持状态下，根本不可能进入到加工孔中。所以需要将白钢刀与刀杆成一倾斜角度，才可进入加工孔中。那么，根据工件被镗削孔的长度，可分为深孔镗刀杆和浅孔镗刀杆。刀杆尾柄根据与机床主轴或平旋盘等联接形式而定其结构尺寸。为进一步保证排屑的顺利，可以在刀杆前端与白钢刀前刀面对于外圆处铣出一平面，作为排屑空间（见图1）。

对于深孔镗削刀杆，可以在刀杆上加工一放置白钢刀的斜方孔，使白钢刀以倾斜状态夹持在刀杆中，这样可以使整体白钢刀直接进入加工孔中进行切削，如图1中序号2所示，序号5为未截断的整体白钢刀，序号6为紧固白钢刀的侧紧螺钉，序号7为紧固白钢刀的前紧螺钉。

侧紧螺钉和前紧螺钉，能够使白钢刀分别紧靠刀杆方孔的底面和后面，能有效防止切削过程中白钢刀因受切削力而发生位移，从而影响加工精度。设计刀杆斜方孔时，必须根据被加工孔和刀杆的实际尺寸，使刀杆斜方孔与刀杆轴心线有足够的倾斜角度，防止整体白钢刀置入后，其后端超出刀杆外圆，影响镗孔的顺利进行。

对于浅孔镗削刀杆，如图1中序号3所示，其斜方孔的后端近工件侧与刀杆前端面距离H略大于被加工孔的深度即可。该刀杆也可作为镗床平旋盘的端面铣削刀杆，此时只需将刀的主切削刃改磨在镗孔时的刀头的副切削刃上即可。

3 新式镗刀杆的应用技巧

应用新式深孔镗削刀杆时，刀杆直径与被加工孔直径之比一般为7:10，如果加工余量较大，为方便排屑，可以再选择细一点的刀杆，在保证排屑畅通的情况下，尽量选择粗刀杆。安装白钢刀时，将刀杆方孔内杂质清理干净，白钢刀切削刃伸出刀杆的部分不宜过长，以免降低白钢刀的切削刚性，引发振动现象。通常伸出刀杆的长度，以不大于白钢刀的厚度为限。安装白钢刀后，必须将侧紧螺钉和前紧螺钉拧紧，按白钢刀通常切削条件进行切削即可。

应用新式浅孔镗刀杆时，注意保证刀杆的有效切削长度H必须大于被加工孔的深度。白钢刀伸出刀杆的长度，也是不大于白钢刀的厚度为好。

在应用这两种镗刀杆夹紧白钢刀镗削时，随着白钢刀的不断磨损，其长度会愈用愈短，当白钢刀随磨损短到无法用两个侧紧螺钉紧固时，可将白钢刀再安装在一般镗刀杆上使用。