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可转位车刀的使用技巧

【摘要】:实践证明,可转位车刀比焊接车刀可提高效率0.5~1倍。一把可转位车刀刀杆可使用80~200个刀片,刀杆材料消耗仅为焊接车刀的3%~5%。可转位车刀的应用与日俱增,但由于刃形与几何参数受到刀具结构和工艺限制,它还不能完全取代焊接式车刀和机夹式车刀。可转位车刀与机夹式车刀虽同属机械夹固方式,但它多利用刀片上的孔进行夹固,因此夹紧机构有其独特之处。

可转位车刀是使用可转位硬质合金刀片的机夹车刀,如图5-9所示,刀垫2和刀片3套装在刀杆1的夹固元件4上,由该元件将刀片压向支撑面而紧固。车刀的前后角靠刀片在刀杆槽中安装后获得。

图5-9 可转位车刀的组成

1—刀杆;2—刀垫;3—刀片;4—夹固元件

可转位刀片和焊接式车刀的刀片不同,它是由硬质合金厂压模成形,使刀片具有供切削时选用的几何参数(不需刃磨),刀片为多边形,每条边都可作为切削刃。当一条切削刃用钝后,松开加紧装置,将刀片转为调换到另一条切削刃,夹紧后即可继续切削,直到刀片上所有切削刃都用钝后才能更换刀片。

可转位车刀除了具有焊接式和机夹式车刀的优点外,还具有无须刃磨、可转位和更换切削刃简捷、几何参数稳定等特点,完全避免了因焊接和刃磨引起的热效应和热裂纹。其几何参数完全由刀片和刀杆上的刀槽保证,不受工人技术水平的影响,因此切削性能稳定,切削效率高,有利于合理使用硬质合金和新型复合材料及刀片和刀杆的专业化生产等,很适合现代化生产要求。实践证明,可转位车刀比焊接车刀可提高效率0.5~1倍。一把可转位车刀刀杆可使用80~200个刀片,刀杆材料消耗仅为焊接车刀的3%~5%。由于无须重磨,可采用涂层刀片,故对数控车床更为有利,并为世界各国广泛采用,是刀具发展的重要方向。可转位车刀的应用与日俱增,但由于刃形与几何参数受到刀具结构和工艺限制,它还不能完全取代焊接式车刀和机夹式车刀。

一、可转位刀片

可转位刀片的型号由代表一定意义的字母和数字代号按一定顺序排列所组成,共有十个号位,每个号位的含义如表5-4所示。任一刀片都必须标记前七个号位,后三个号位在必要时才使用。

表5-4 可转位刀片的型号与表达特性

可转位刀片的外形有正三角形、正方形、正五边形、菱形和圆形等,常用刀片为三角形和正方形,如图5-10所示。刀片又分为带孔无后角和不带孔有后角两种形式,其中孔是夹持刀片用的。若刀片有后角,则在刀片装入刀槽时就不需要安装后角;若刀片无后角,则在刀片装入刀槽时就需要将刀片安装出一定的后角。

图5-10 可转位刀片形状

车削用刀片的精度等级可分为精密级(G)、中等级(M)和普通级(U)。可转为刀片的形状、尺寸、精度、结构等均已标准化(GB2079—1987),设计时的一些代号、有关参数以及断屑槽形状和参数可查阅有关设计手册进行选取。

二、几种典型的夹紧结构

可转位吃刀夹紧机构的选择和设计是否合理,将直接影响其使用效果。应当力求刀片转位和更换新片简便迅速,转位后重复定位精度高,结构简单,夹固牢靠,夹紧元件制造工艺性良好,且尽量不外露,以免妨碍切屑流出。

可转位车刀与机夹式车刀虽同属机械夹固方式,但它多利用刀片上的孔进行夹固,因此夹紧机构有其独特之处。最具代表性的夹紧机构有下面四种。

1.偏心式

它是利用螺钉上端部的一个偏心销将刀片夹紧在刀杆上,如图5-11所示。该结构靠偏心夹紧,靠螺钉自锁,结构简单,操作方便,但不能双边定位。由于偏心量较小,故要求刀片制造精度高;偏心量太大时则又在切削力冲击下容易使刀片松动,故偏心式夹紧机构适用于连续平稳切削场合。

图5-11 偏心式夹紧机构

1—刀杆;2—螺纹偏心销;3—刀垫;4—刀片

2.杠杆

应用杠杆原理对刀片进行夹紧。当旋转螺钉时,通过杠杆产生的夹紧力将刀片定位夹紧在刀槽侧面上;旋出螺钉时刀片松开,半圆筒形弹簧刀片可保持刀垫不动,如图5-12所示。该结构的特点是:定位精度高,夹固牢靠,受力合理,使用方便,但工艺性较差,适合于专业工具厂大批量的生产。

图5-12 杠杆式夹紧机构

1—刀杆;2—杠杆;3—弹簧套;4—刀垫;5—刀片;6—压紧螺钉

3.楔块式

该结构是把刀片通过内孔定位在刀杆刀片槽的销轴上,由压紧螺钉下压带有斜面的楔块,使其一面紧靠在刀杆的凸台上,另一面将刀片推往刀片中间孔的圆柱销上,将刀片压紧,如图5-13所示。该结构简单易操作,且定位精度较低,夹紧力与切削力相反。

4.上压式

与机夹式车刀一样,也有上压式夹紧机构,其工作原理也相同,如图5-14所示。这种结构主要用于夹紧带后角及中间无孔的刀片。

图5-13 楔块式夹紧机构

1—楔块;2—刀片;3—圆柱销;4—刀垫;5—弹簧垫圈;6—压紧螺钉;7—刀杆

图5-14 上压式夹紧机构

1—刀杆;2,6—螺钉;3—刀垫;4—刀片;5—压板