合理设计刀杆刀具实现深槽的加工

2019-12-03徐小龙胡雯雯

安徽冶金科技职业学院学报 2019年4期

关键词：刀杆辊子车刀

徐小龙，胡雯雯

(安徽马钢表面技术股份有限公司安徽马鞍山 243002)

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Ø290/Ø428x80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-Ø40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Ø70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Ø70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Ø70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=20.5 mm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Ø290/Ø428x80的环形槽的要求。

对第三个难题，原成品辊子有4-Ø40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。