车削异形螺栓外圆的机夹刀具

2015-02-18宁夏天地奔牛集团有限公司石嘴山753001杨欣荣

金属加工(冷加工) 2015年3期

■宁夏天地奔牛集团有限公司（石嘴山 753001）杨欣荣

车削异形螺栓外圆的机夹刀具

■宁夏天地奔牛集团有限公司（石嘴山 753001）杨欣荣

摘要：异形螺栓作为联接刮板与链条的主要零件，其加工质量直接影响到刮板与链条的联接效果，同时也影响到链条传动的稳定性。本文主要介绍了为车床加工异型螺栓、螺柱外圆及倒角而设计的机夹车刀。

异形螺栓结构复杂，形状类似E形和U形两种（见图1），E形结构的3个圆柱和U形结构的2个圆柱均为整体锻造而成。其特征是在卧式车床上使用专用机夹刀具配合异形螺栓专用胎，进行车削异形螺栓外圆及倒角，然后利用板牙套成外螺纹，达到了高质、高效及高可靠性的加工效果，从而提供了一种车削异形螺栓的加工方法。

1. 工装设计

针对异形螺栓的特殊结构，初期加工异形螺栓的方法是：工件异形螺栓装夹在专用胎具上，加工异形螺栓外圆的机夹套刀装夹在卧式车床夹盘上，使用设计的机夹套刀只能完成车外圆，异形螺栓的倒角必须在立钻上使用专用刀具加工。此倒角加工方法由于人为因素很多，倒角大小不一以及经常出现倒角一边大一边小的现象，造成倒角不规范，且此方法加工异形螺栓外圆和倒角需要两次装夹，费时费力，效率低，增加了劳动强度。为此在加工方法、加工工装及刀具方面加以分析和研究，设计出一种新型加工方法，即利用专用机夹刀具，在车外圆后将圆柱外端倒角直接倒出，使用该专用机夹刀具加工异形螺栓，减少了装夹次数，降低了劳动强度，提高了劳动效率。

2. 机夹刀具设计原理

图1　异形螺栓示意图

专用机夹刀具主要由刀体、车削刀片、压紧螺栓、外压板、滑动刀体、内压板、倒角刀片、弹簧、键、压盖及调整垫片等零件组成，主要结构特点：①在刀体上开车削刀片槽和左边内孔开键槽。②在滑动刀体上开倒角刀片槽和左边外圆开键槽。③刀体与滑动刀体之间通过键联接，给滑动刀体传递加工切削力。④刀体装在卧式车床单动卡盘上，通过压在刀体上的车削刀片来完成异形螺栓的外圆车削工作。⑤当外圆车到一定长度后通过弹簧推力使压在滑动刀体上的倒角刀片完成异形螺栓倒角的车削工作。图1中A尺寸是利用三维建模，通过数控铣床保证机夹刀具A尺寸的公差控制在A0-0.3mm，这就有效地保证了异形螺栓外圆尺寸加

工在A0-0.3mm，保证了异形螺栓的加工精度。⑥外圆车完后经板牙套扣胎套成外螺纹，保证了矿用异形螺栓的使用要求。

在设计车削异形螺栓外圆及倒角为一体的机夹刀具时，主要问题是解决倒角问题。最初对机夹套刀改进采用两种方式：①在刀体上直接开倒角刀片槽，把倒角刀片压在刀体上来倒角。②刀体内直接放倒角刀体，压盖直接压在放倒的角刀体上作为推力。这两种加工方式由于人为因素的影响，异形螺栓螺杆伸入刀体长度不好控制，导致倒角大小不一样，而且极容易出现崩刃现象，增加了刀片费用。通过对现场加工、工艺及工装进行分析并加以改进，设计出新的机夹刀具如图2所示，可以看出倒角刀采用了以弹簧产生推力的弹性结构，弹簧具有伸缩性、伸缩过程中力不断变大等特点。针对弹簧的特点对使用的机夹套刀进行改造，即在车外圆机夹套刀内增加压倒角刀片的滑动刀体，滑动刀体使用弹簧作推力的弹性结构，此机夹刀具在车外圆的同时还能倒角。

初期加工工艺流程：调质→一次装夹、车削螺杆外圆（车床）→二次装夹、倒角（钻床）→三次板牙套螺纹（车床）。

改进加工工艺流程：调质→一次装夹、车削螺杆外圆、倒角（车床）→二次装夹板牙套螺纹（车床）。

采用的弹性结构倒角公式如下