加工大直径孔的刀具

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8 j% }; k* n! r' e, E/ @ 一、刀具结构设计 $ d0 e$ {! p2 b( D- C \* { 刀具结构见图1。 2 `7 U( q: h4 c; Y4 M* O- L' b% P& b1 D3 N! _4 N( k2 T6 m; `. Q7 i 1.刀体 2.调整垫片 3.主切刀 4.紧固螺钉 5.装刀槽 6.定位心轴 7.副切刀 图1 刀具结构示意图 - f3 K0 d% M& S0 J 刀体 7 R, I+ R$ u. D2 {0 X" S& P) A+ ~7 v; B, o 根据Z35摇臂钻床对刀具装夹的要求，刀体的尾部锥度为莫氏5号，同时在刀体对称位置设计两个装刀槽。刀体材料采用40Cr或45钢，调质处理硬度在26～28HRC，装刀槽采用焊接方式与刀体连接增加了强度和刚性。 7 ~2 J" h1 u" J& W 心轴 ) }' D8 A6 J. s/ X 在刀体的中心部位设计一安装定位心轴的孔。心轴的作用，一方面为刀体提供一个支承点，提高整个系统的刚性，另一方面起到了对刀具的定位作用，减少找正时间。定位心轴与定位工艺孔之间的间隙为0.05～0.08mm，材料为45钢，与工艺孔配合部分要求表面高频淬火45～50HRC。 1 `) U7 |& X1 s0 g k1 v 调整垫片及装刀槽 装刀槽用来安装刀具，与刀体焊接成一体，要求具备一定的刚度、强度，侧面有两螺孔供压紧切刀的螺钉用。调整垫片是一组仅厚度不同的长方体垫片，用来调整刀具在装刀槽中的位置，从而能够用一把刀具加工出不同尺寸的孔。要求调整垫片厚度尺寸公差为±0.01mm，并且一组垫片厚度尺寸之差为0.5～1mm，根据加工孔直径尺寸也可制做专门的系列调整垫片。 二、切削刀具 刀具切削性能的好坏主要取决于刀具的材料和刀具的几何参数，根据加工件的材料和加工工艺需要选用合理的刀具材料、几何角度。 ' j: a2 U4 G. g% B6 k' ^) r 刀具材料 6 f4 f7 L5 w! d, I" {$ O3 y! N( i4 h. N1 m( i+ d6 T' _ V" N* `& | 前角g0=15°～20° 后角a0=10°～12° 主偏角kr=60° 副偏角kr'=1° 刃倾角ls=2° 图2 主切刀几何角度 4 |7 [- ]+ Q3 U# A 前角g0=15°～20° 后角a0=10°～12° 主偏角kr=90° 副偏角kr'=1° 刃倾角ls=2° 注：圆弧大小根据加工孔直径确定 图3 副切刀几何角度 4 l# k* ^8 m6 J2 e. d: k* h5 C5 | 综合考虑各种因素选用高速钢(W18Cr4V)。 1 J W7 [" H4 ^5 M8 `$ C, q. t8 g7 b 刀具几何角度 2 m5 D# H6 j3 |& B 综合考虑刀具切削过程中的排屑、切削力、夹刀、耐用度等因素，刀具设计成主切刀和副切刀两种形式，根据各自不同的作用和要求选择不同的刀刃形状和几何角度。 9 ]& c$ W3 z8 d( D; p" z 主切刀 主要用来切除工件加工余量，要求具有一定的强度和韧性，其刃口选用宝剑式刃口，如图2所示。 P, E( B4 j8 A; R! R7 Y, h) m 副切刀 主要作用是控制加工出的内孔直径。要求刀具具有良好的刚性和耐磨性，以保证孔的尺寸精度，其刀刃形状为平直形式，如图3所示。 三、切刀的安装 根据此刀具的结构特点，为减少切削的阻力，提高刀具的耐用度，主切刀主要用来切除金属，副切刀主要用来控制尺寸精度，故刀具在装夹和切削时必须遵循一定的原则。如图4所示。 + \2 O. U" m0 h! K r—加工孔的半径 b—切刀刃宽度 h—主、副切刀刀尖高度差(h=0.1～0.2mm) c—主切刀装夹位置 图4 刀具切削原理示意图 四、应用效果 我厂乙烯厂动力车间的管箱配件，其中主要配件管箱隔板，材料为16MnR，要求在上面加工16—f120mm大孔，板长2.5m，宽1.5mm，板厚20mm。最初采用钻孔后在T612镗床上镗孔，存在许多问题。 ) W/ A9 T; ?2 M% ? 后来设计使用此刀具，生产效率提高5倍左右，经济效益明显改善。 6 ]& p2 H0 F7 l3 o/ A u4 I t 这种刀具经过改进后还可以用来加工薄壁柱体上的超大直径孔，或圆弧面上的超大直径孔。