CN1038959A - 机夹大外圆反切刀具 - Google Patents

Abstract

机夹大外圆反切刀具，由两端具有刀刃和卷屑槽的条状刀片镶入刀杆之矩形刀槽后由螺栓压紧而构成。由于刀杆上的加强筋和弹性槽等结构，使刀具具有良好的刚性和富有缓冲的弹性，有效防止了切断过程中的振动、扎刀和打刀现象。此刀在C620或C630车床上以15～40米/分的切削速度、0.1～0.2毫米/转的进给量，可机动进刀、平稳切断Φ150毫米的工具钢或低碳钢，为在普通车床上对大直径工件的落料提供了一种可靠的机夹切断刀具。

Description

本发明机夹大外圆反切刀具涉及金属切削刀具。

目前我国的机夹切断刀在高速切断大直径工件时，因受刀片强度低、刀杆刚性差的影响，排出的切屑极不安全，切入过程中容易发生挤刀、扎刀、闷车或打刀现象，因此对大直径工件的切割很少采用高速切断法。如切断大直径工件，一般都采用高速钢制成的切断刀，但这些切刀普遍存在刀头刚度偏低，在切入过程中，切刀易产生自激振动，因而切刀的横向进给量很小，致使生产效率太低，有时还会出现打刀现象，因此，对直径超过100毫米的工件落料，往往采用大圆片铣刀将毛料按图留余量割成单件然后再进行机械加工，这样既费工又费料，尤其是车削大批量片状工件时，矛盾更为突出。

日本申请号50-17082切断刀用的刀架利用保持板上的弹性槽通过紧固螺钉夹紧切断刀片。申请号57-124685用于切削软粘质材料的刀具利用圆柱形孔座安放一定范围规格尺寸的刀具、利用弹性槽紧固螺钉来夹固刀具。以上两种刀具的共同点都有弹性槽，但功能各异，对于直径超过100毫米的金属材料的反切落料加工都无法胜任。

本发明的目的是针对现有切刀的不足提供一种结构简单、刚性好、能防振、刀片耐用度高，对φ150毫米的大外圆切割能实现机动进给、切割平稳、效率高的机夹大外圆反切刀具。

本发明的技术方案是这样实施的：

机夹大外圆反切刀具的设计原理是根据机夹外圆车刀中的刀具角度、刀杆之刀槽几何参数和刀片刃磨角度之间的关系，先将刀杆刀槽角度中的切深方向前角（即平行刀槽中心线剖面中的刀槽底平面前角，以下同）γ_pg和进给方向前角（即垂直于刀槽中心线剖面中的刀槽底平面前角，以下同）γ_fg选为定值，即选定γ_pg＝6°～-2°之间选取γ_pg＝0°、选定γ_fg＝0°。而车刀角度是刀片刃磨角与刀杆刀槽角度结合后的派生角，所以当刀杆γ_pg＝γ_fg＝0°时，机夹大外圆反切刀具角度就等于刀片的刃磨角度，反之，刀片安装到刀杆刀槽后，刀片的刃磨角度就是反切刀具之角度。

机夹大外圆反切刀具由刀杆、刀片、压紧螺栓所组成，用于普通车床对大直径φ150毫米的圆钢反切落料。

刀杆左侧面有一纵向贯穿的敞口矩形刀槽，是安装刀片的，针对刀槽的另一侧开有与刀槽平行、并将刀槽及其刀杆头部开通分成上、下两部分的弹性槽，刀杆头部左侧沿切深方向延伸出带有大、小圆弧的加强筋，是提高刀头刚度的宽面加强筋。长条矩形刀片两端均有刀刃和卷屑槽，该刀片被镶入刀杆刀槽后通过贯穿在刀杆头部的压紧螺栓加以压紧夹固。

按照本发明设计的机夹大外圆反切刀具，结构简单刚性好，对切断φ150毫米的大直径工件来说，由于刀槽富有弹性所起的缓冲作用，故切断平稳，有效的防止了扎刀和打刀现象，改变了机床-工件-刀具系统刚度中而刀具往往是薄弱环节的通病，即使是低级车工只要记住注意事项，也能很快掌握机动进给切断大直径工件的技术，解决了过去大外圆另件的加工非要用圆片铣刀先落料那种既费工又费料的状况，不仅降低了工人的劳动强度，还显著提高了生产效率和降低了成本。

本发明有下列附图。

图1为机夹大外圆反切刀具的结构图。

图2为图1的俯视图。

图3为图1的侧视图。

图4为刀杆结构图。

图5为图4的俯视图。

图6为图4的侧视图。

图7为刀片结构图。

图8为图7的俯视图。

图9为图7A-A剖视图。

图10为图7B-B剖视图。

图11为压紧螺栓。

以下结合附图实施例作详细描述。

参照图1～图3：机夹大外圆反切刀具由刀杆（1）、刀片（6）、压紧螺栓（3）所组成。

刀杆（1）（图4～图6）材料选用45号钢或40Cr钢，其左侧面开有一条纵向贯穿的敞口矩形刀槽（13），针对刀槽的另一侧面，自刀槽尾部附近起，开有一条与刀槽平行、并将刀槽及刀杆头部开通分成上、下两部分的弹性槽（2），刀杆头部左侧沿刀片（6）切深方向延伸出带有大、小圆弧（5）、（7）的薄板形加强筋（4），避免刀片（6）镶入刀槽（13）后处于悬臂状态而影响刚性，加强筋（4）上的大圆弧（5）所形成的空腔避免最大工件切割时与刀具相碰，小圆弧（7）起导屑作用，防止切屑在切槽中不规则乱挤。安装刀片（6）的刀槽（13）两面间的距离在自由状态时应与刀片相应尺寸有较紧密的配合，以保证刀片在刀槽内保持良好的接触，有利刀片的夹固牢度和切断时的平稳性。根据刀具角度、刀杆之刀槽几何参数和刀片刃磨角度之间关系，选定刀杆刀槽切深方向前角γ_pg为6°～-2°，本实施例选取γ_pg＝0°，进给方向前角γ_fg＝0°，刀杆的左主偏角K_rlg为90°左右，主后角α_og为0°左右，以上角度根据加工条件预先加工成形。刀杆的硬度和弹性槽的弹性靠材料调质处理后获得，刀具表面经氧化处理，既美观又防锈。

刀片（6）（图7～图10）材料选用高速钢淬火或刀头为高速钢、其余部分选用45号钢的对焊结构经淬火制成。刀片为长条矩形状，两端均 削刃和卷屑槽（14），可同向或反向加工，便于调头使用。刀片（6）与刀杆（1）之刀槽（13）的配合间隙通过夹紧后弹性槽（2）来克服。刀片的厚度略大于刀杆加强筋的厚度。为了提高刀刃耐用度，刀片刃部可采用涂层技术。刀片的刃磨角度有：左主偏角K_rlt为90°左右、前角γ_ot为10°～20°、左刃倾角λ_slt为6°～-6°、主后角α_ot为6°左右、还有左副偏角K_rlt′为1°左右、右副偏角K_rRt′为1°左右、左副后角α_olt′为1°左右、右副后角α_oRt′为1°左右。这些角度可在普通砂轮机上磨出。本实施例选定刀杆的γ_pg＝γ_fg＝0°，因此刀片的刃磨角度就是反切刀具之角度。

条状刀片（6）在刀杆（1）刀槽（13）内的夹固通过贯穿在刀杆（1）圆孔（12）中的压紧螺栓（3）（图11），它使刀杆（1）上、下部分联接成一整体。螺栓材料可用45号钢或40Cr钢，经调质处理达到提高其强度目的，螺栓的光轴（15）与刀杆内孔（12）要有较高的配合精度，头部可制成内六方或外六方，表面氧化处理。

机夹大外圆反切刀具既然是反切刀，使用时切刀的刀刃要反装，车床的卡盘要反转，因此必须注意它的使用方法和安装方法，为了能达到预定的效果，在进行切割之前必须注意下列几点：（1）、对被切工件要装夹牢固，如工件较长，要用尾座死顶尖顶住。（2）、夹工件卡盘要有锁紧装置，以防反转时掉落。（3）、切断大直径工件时，车床刀架底盘外侧需加大压紧螺母面积以减少单位面积拉力，防止切削力将刀架底盘拉裂。（4）、切割作业时，对高速钢刀片的刃部必须充分冷却，以防刀刃烧伤。（5）、刀架与机床拖板间隙要调整适当，刀架底盘刻度对准“0”线，保证切面平直。

已安装好刀片（6）并经螺栓压紧的刀具，以其A面（8）为基面装上刀架对正工件中心，B、C两面（10）、（11）贴紧刀架，B面（10）贴紧刀架可借助刀架精度自行对正切刀的垂直面，C面（11）贴紧刀架可提高刀具的刚性。然后，将刀架上的两个螺钉压在D面（9），即刀杆被夹紧，这时，松开刀杆（1）上的压紧螺栓（3），将刀片（6）沿着刀槽（13）前后推拉几下使主后刀面推到刀杆（1）加强筋（4）支承面顶端，再让刀片（6）往内侧推，使刀片侧面和刀槽侧面相贴，然后拧紧压紧螺栓（3）即刀片被夹紧，切割加工即可开始。

切削速度和横向进给量的选择也是关键所在，因为此机夹反切刀选用的是高速钢刀片，刀刃锋利，但红硬性差，切削速度的选择在保证刀刃耐磨性前提下尽可能提高切削速度，因此，切割低碳钢以40米/分左右为佳，切割高速钢以15米/分左右为佳。横向进给量的选择：在切削速度和切刀刃宽等条件不变的情况下，横向进给量的多少会直接影响切削力的大小，所以适当控制进给量是保证安全生产的重要条件。由于该反切刀可承受的抗弯强度和刀杆的刚性较好，故可适当提高进给量以提高生产率，对切断大直径工件来说进给量最好控制在0.1毫米/转左右。

Claims (3)

1、一种机夹大外圆反切刀具，由带有弹性槽(2)的刀杆(1)、刀片(6)、压紧螺栓(3)所组成，其特征是所述的刀杆(1)左侧面有一纵向贯穿的敞口矩形刀槽(13)，头部左侧沿切深方向延伸出带有大、小圆弧(5)、(7)的加强筋(4)，在刀槽(13)中按装着两端均有刀刃和卷屑槽(14)的长条矩形刀片(6)。

2、如权利要求1所述的机夹大外圆反切刀具，其特征是刀片（6）在刀槽（13）内的垂直安装角中规定：平行刀槽中心线剖面中的刀槽底平面前角称为切深方向前角γ_pg为6°～-2°，垂直于刀槽中心线剖面中的刀槽底平面前角称为进给方向前角γ_fg＝0°。

3、如权利要求1所述的机夹大外圆反切刀具，其特征是刀片（6）刃磨角度有：左主偏角K_rlt为90°左右、前角γ_ot为10°～20°、左刃倾角λ_slt为6°～-6°、主后角α_ot为6°左右、还有左副偏角K_rlt′、右副偏角K_rRt′、左副后角α_olt′、右副后角α_oRt′均为1°左右。

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