压缩机制造中的切削刀具改进和设计（一）

魔神

    

　　压缩机的应用范围非常广阔，包括石化、冶金、纺织、航空航天等领域。一台压缩机往往由成百上千个零部件组成，制造工艺复杂，技术要求高。为能满足各种零件的生产需要，刀具以及工装夹具的合理配备是非常重要的，要在生产中满足好、快、省的要求，就必须对一些刀具以及工装进行改进和设计。下面列举三个例子：

　　铣削离合器法兰刀具及工装改进

　　单向作用螺旋齿离合器的形状为螺旋端面齿结构，如图1，其作用是当传递的扭距超过一定数值时即能自行脱开，所以亦称安全离合器。在铣床上最常用的加工方法为分度头挂轮法，按导程计算挂轮(导程为16)，在分度头与工作台之间配置适当的挂轮实现工件匀速转动和匀速直线运动，从而加工出阿基米德曲线型面；但是其缺点在于，要配换三组挂轮及一个中间轮来实现，而且主动轮与被动轮的位置不能颠倒，在操作过程中十分繁琐。刀具选用Ф8～Ф10立铣刀，对刀时需把铣刀切削刃与工件轴心相切，操作时刀具降到要求深度后，分度手柄插入分度板孔内，摇动分度手柄20圈，在分度头旋转的同时，工作台作纵向进给，使工件作复合运动，得到螺旋槽；抬高刀具，反向转动分度头手柄20圈，拔出插销，继续摇动分度手柄20圈，插入插销，并重复上述步骤加工另一螺旋槽。

　　上述加工方法费时费力，且不能一次加工符合图纸要求，在齿根处留有刀具半径。需手工修锉齿根部位使其保持R0.5，效率低，精度要求也得不到保证。

　　对此现象，笔者一直考虑能否一次完成加工并达到图纸设计要求。经过仔细分析，并运用CAD辅助设计，决定对原用刀具和工装进行彻底改进。工装由笔者和经验丰富的老师傅协同作战，仅用两天时间便设计出来，并绘图交由相关部门负责加工。刀具几何角度、形状经过理论计算，也已初具雏形，接下来的问题是如何把刀具加工出来。为此我厂特地进行招标，两家具有资质的刀具制造企业参与投标。其中，一家提出需一次性订货200支，且单价在200元左右，一批刀具合计约4万元，该厂家还拒绝小量定做试刀；另一家则直接了当地表示可定做一支，但单价必须是2000元，且交货周期较长。

　　经过仔细考虑，我们最终决定自己动手承担刀具改制任务。利用车间现有的万能工具磨床进行加工，采用国产高速钢Ф22锥柄大螺旋立铣刀进行改制，首先刃磨铣刀前端，磨成倒锥度，单边斜8°状。然后修磨前角，增大容屑槽空间(针对容屑槽形状以及加工特性，特地与某日本品牌刀具作比较，发现远远优于其切削效果，具体在第二部分直柄立铣刀作简单介绍)，避免在加大走刀量快速铣削时出现切屑堆积现象。最后一道工序就是修磨后角，后角太小则无法切动工件，太大则又容易使刀具刃口折断。因此针对此刀的加工场合，后角选择8°，如图2所示。经过对调质45#钢，直线试切削效果非常理想，满刀一次切深10mm时非常平稳。

　　在此顺便简单介绍一下工装的结构原理，如图3所示，其主要部件为丝杆、右旋斜齿圆柱齿轮、插销、底架等等组成，回转一周导程为16。

　　其工作原理是顺时针转动手轮并带动丝杆转动，使斜齿圆柱齿轮作逆时针转动(按照斜齿轮受力分析，逆时针转动时，轴向力F向上)，转动一周的同时上升一个导程，结构简单方便实用。

　　刀具安装于铣床主轴后，立铣头顺时针扳转7.5°，工装水平装夹在铣床工作台上，零件装于其上。