大直径套料刀的研制与应用（一）

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　　随着科学技术的不断发展，机械加工技术进入了“高速、高效、智能、复合、环保”的崭新发展阶段，许多高速、高效的刀具应运而生：在孔加工方面，大直径扁钻、大直径复合钻代替了传统的钻、扩两序加工；大直径螺旋槽丝锥、内容屑丝锥等高精度、高效率刀具也得到广泛的应用。在汽轮机行业，大孔套料刀具也起到了高效加工的效果。

　　球面垫圈类工件加工现状

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　　球面垫圈是汽轮机上、下缸体装配时不可缺少的调节部件，材质为2Cr12NiMo1W1V高强度耐热合金钢，它具有导热性差、韧性大、易加工硬化、易产生积屑瘤等特点，是常用钢材中可切削性较差的一个钢种。

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　　常用球面垫圈传统的加工工艺是先用钻头钻孔，再用内孔镗刀分几刀车削至要求的内径尺寸。由于材质本身的特殊性，使球面垫圈的切削效率较低、刀具磨损较快、辅助时间长、加工质量不稳定等缺点暴露出来。再者，由于材料的大部分(棒料中间)都变成了铁屑，浪费大量的原材料。

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　　针对此类零部件加工特点，综合考虑提高工件的加工效率、降低工具成本、提高材料利用率等几方面，我们研制了大直径套料刀，有效的解决了此类零部件的加工难题。

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　　大直径套料刀的研制与应用

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　　刀具主要针对内孔为Φ70～Φ136的球面垫圈进行研制。

　　结构参数的确定

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　　套料刀具结构参数确定得是否合理，直接关系到它的工艺性、切削效率、加工质量以及使用寿命等多方面的问题。

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　　结构的确定

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　　大直径套料刀采用莫氏5号锥柄，在普通钻床及车床均可应用；刀头采取可换式结构，这样在加工不同类型零件时只需更换刀头，减少了辅助加工时间，提高加工效率；套料刀齿数为4齿，两个对称切削刃宽度A、B不同，且轴向高度相差距离C，加工时对称两个高齿先接触工件，后接触两个齿加工其余部分，这样的刀齿结构就能便于分屑，减少了切削阻力；刀刃有2°倒锥，其余为圆柱形，增加了刀具切削时的稳定性；为使刀具具有良好的耐磨性和韧性，刃部淬火硬度为62～65HRC，其余部分35～40HRC。

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　　几何参数的确定

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　　大直径套料刀主要应用于汽轮机球面垫圈的大孔加工。经过大量的试验证明，对2Cr12NiMo1W1V材料套料的刀具前角γ0选用16°～18°为宜。前角是影响刀具的锋利程度和刀体强度的主要因素，前角过小，切削抗力大，加剧刀具磨损，降低刀具使用寿命；前角太大，刀尖强度低，散热条件差，易产生磨损崩刃现象。主、副切削刃后角α0选用4°，这样既可保持刀具的加工尺寸精度和提高重磨次数，同时还能提高切削时的稳定性，使之不易产生崩刃。刀具螺旋角ω0则以12°～15°为宜。