带自动退刀装置的内螺纹车削刀具

2015-11-23河南科技大学林业职业学院洛阳471000安存胜

金属加工(冷加工) 2015年5期

■河南科技大学林业职业学院（洛阳 471000）安存胜

■河南卫华重型机械股份有限公司（新乡 453400）聂福全

1. 问题的提出

在卧式车床上车削如图1所示盲孔内螺纹时，由于刀具的切削速度较快，而刀具在孔内的进给位置又难以观察，稍有不慎就可能造成“螺纹切过”或是螺纹刀具与盲孔止端表面相撞的情况，轻则造成工件和刀具的破坏，重则容易发生安全事故，造成操作者的人身伤害，这就需要操作者在进行盲孔内螺纹切削时，一定要集中精力、谨慎操作，从而造成操作者劳动强度高、操作紧张，将会对零件加工质量和生产效率造成一定负面影响。

根据上述情况，如果能在车削盲孔内螺纹时采用带有自动退刀装置的螺纹，则可以解决上述加工问题，为此设计了一种专用于切削盲孔内螺纹带有自动退刀装置的内螺纹车削刀具，该刀具进行盲孔内螺纹车削时，当刀具切削到要求的深度时，可自动实现刀具的径向退刀，从而有效避免因螺纹“切过”而可能造成的各种安全隐患，从而降低操作者劳动强度，提高盲孔内螺纹的切削质量和生产效率。

2. 刀具结构特点

图1 盲孔内螺纹示意图

刀具结构如图2所示，属于一种带有机械式自动退刀装置，适用于车削盲孔内螺纹的内螺纹车刀。主要由盖板、拉簧销、拉簧、扳手、刀体、定位柱、弹簧、定位臂、退刀限位调节螺钉、刀具紧固螺钉、刀具、小刀排、拉簧销、圆柱定位螺钉、盖板紧固螺钉垫片、拉簧销在刀体移动圆弧槽及工件组成。按功能划分为切削装置、退刀装置和刀具本体三大部分。其中切削装置主要由刀具14、小刀排1及刀具紧固螺钉13组成，刀具材料采用YG6硬质合金，具有较高的耐磨性及好的抗冲击韧性，小刀排材料为T8A高碳工具钢，热处理后硬度要求为46~52HRC。

图4 刀具使用示意图

图2 刀具结构示意图

刀体部分主要由刀体8、盖板4及盖板紧固螺钉15组成，刀体材料为45钢，经调质处理硬度为26~32HRC。退刀装置主要由拉簧销5、拉簧6、扳手7、刀体8、定位柱9、弹簧10、定位臂11、退刀限位调节螺钉12组成，其中定位柱9材料为40Cr，热处理后硬度为40~42HRC。弹簧10安装在刀体8内圆柱孔中，定位柱9安装在刀体上圆柱孔中弹簧左侧，其中定位柱右端小端外圆插入进弹簧内圈中。定位柱与孔之间采用了间隙配合方式，在弹簧10的作用下，定位柱9可在刀体8圆柱孔中作自由轴向滑动。在刀体外圆中间部位上开有一直通腰形槽，如图3所示，定位臂11通过此槽间隙以螺纹联接的方式安装在定位柱9上，退刀限位调节螺钉12采用螺纹联接方式联接在定位臂11上，并在定位臂另一侧采用一螺母，起到紧固和调整位置的作用。刀具14装配在小刀排1孔中，并采用两个刀具紧固螺钉13从两个方向将刀具14紧固在小刀排1上，小刀排1装配在刀体8前端的装刀刀槽中，两者为间隙配合方式，这样小刀排1可以沿刀体8刀槽滑动。

拉簧销2以套装方式安装在小刀排1上相应孔中，其伸出小刀排1长度部位安装在刀体8上的环形槽中并与扳手7上的孔配合，扳手7另一部位通过圆柱定位螺钉3固定在刀体8上，扳手7可以沿圆柱定位螺钉3中心旋转，从而形成一杠杆。拉簧6一侧固定在拉簧销2上，另一侧挂紧在装配于刀体和刀盖上部的拉簧销5上，当扳动扳手7时，由于杠杆作用，扳手7带动拉簧销2在刀体圆弧槽（见图3）中滑动，从而带动小刀排1和刀具14在刀体8装刀槽中移动。在小刀排1上，靠近定位柱9一侧部位有一定位孔，在扳手7的带动下，当小刀排1移动到刀体8刀槽之间合适位置时，在弹簧10的作用下，推动定位柱9作轴向移动，直到定位柱9一侧小圆柱插入并固定到小刀排1上定位孔中，这样一来，刀具14与刀体8之间就处于切削装配位置状态。盖板4通过盖板紧固螺钉15固定在刀体上，并与小刀排1之间保持小间隙配合，确保小刀排1在刀体8上装刀槽内的自由滑动。

图3 刀体腰形槽示意图

3. 刀具工作原理和使用方法

如图4所示，刀具在开始切削前，先将扳手7柄部扳转，通过杠杆作用，同时利用装配扳手7和小刀排1上的拉簧销2，带动小刀排1向下移动，此时小刀排1上一侧的定位孔也向下移动，当小刀排1上定位孔与定位柱9前端头部位置对照时，由于弹簧10的弹力作用，使定位柱9头部插入到小刀排1定位孔中，于是小刀排1被限制退回，刀具14位置被固定，刀具处于切削位置，当刀具在工件中切削达到预定深度时，则装在定位臂11上的退刀限位调节螺钉12与工件外侧端面相接触，由于此时机床处于进给状态，在进给力的作用下，使定位柱9作相对后移运动，并压缩弹簧10，直至定位柱9头部脱离小刀排1上的定位孔，在拉簧6的作用下，小刀排1迅速退回原始位置状态，即带动刀具14在刀槽中移动完成自动退刀动作，从而实现一次切削运动。由此循环往复，直至螺纹切削加工完毕。