帶自動(dòng)退刀裝置的內(nèi)螺紋車削刀具

■河南科技大學(xué)林業(yè)職業(yè)學(xué)院 （洛陽(yáng) 471000） 安存勝

■河南衛(wèi)華重型機(jī)械股份有限公司 （新鄉(xiāng) 453400） 聶福全

1. 問(wèn)題的提出

在臥式車床上車削如圖1所示盲孔內(nèi)螺紋時(shí)，由于刀具的切削速度較快，而刀具在孔內(nèi)的進(jìn)給位置又難以觀察，稍有不慎就可能造成“螺紋切過(guò)”或是螺紋刀具與盲孔止端表面相撞的情況，輕則造成工件和刀具的破壞，重則容易發(fā)生安全事故，造成操作者的人身傷害，這就需要操作者在進(jìn)行盲孔內(nèi)螺紋切削時(shí)，一定要集中精力、謹(jǐn)慎操作，從而造成操作者勞動(dòng)強(qiáng)度高、操作緊張，將會(huì)對(duì)零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率造成一定負(fù)面影響。

根據(jù)上述情況，如果能在車削盲孔內(nèi)螺紋時(shí)采用帶有自動(dòng)退刀裝置的螺紋，則可以解決上述加工問(wèn)題，為此設(shè)計(jì)了一種專用于切削盲孔內(nèi)螺紋帶有自動(dòng)退刀裝置的內(nèi)螺紋車削刀具，該刀具進(jìn)行盲孔內(nèi)螺紋車削時(shí)，當(dāng)?shù)毒咔邢鞯揭蟮纳疃葧r(shí)，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)刀具的徑向退刀，從而有效避免因螺紋“切過(guò)”而可能造成的各種安全隱患，從而降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高盲孔內(nèi)螺紋的切削質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2. 刀具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖1 盲孔內(nèi)螺紋示意圖

刀具結(jié)構(gòu)如圖2所示，屬于一種帶有機(jī)械式自動(dòng)退刀裝置，適用于車削盲孔內(nèi)螺紋的內(nèi)螺紋車刀。主要由蓋板、拉簧銷、拉簧、扳手、刀體、定位柱、彈簧、定位臂、退刀限位調(diào)節(jié)螺釘、刀具緊固螺釘、刀具、小刀排、拉簧銷、圓柱定位螺釘、蓋板緊固螺釘墊片、拉簧銷在刀體移動(dòng)圓弧槽及工件組成。按功能劃分為切削裝置、退刀裝置和刀具本體三大部分。其中切削裝置主要由刀具14、小刀排1及刀具緊固螺釘13組成，刀具材料采用YG6硬質(zhì)合金，具有較高的耐磨性及好的抗沖擊韌性，小刀排材料為T8A高碳工具鋼，熱處理后硬度要求為46~52HRC。

圖4 刀具使用示意圖

圖2 刀具結(jié)構(gòu)示意圖

刀體部分主要由刀體8、蓋板4及蓋板緊固螺釘15組成，刀體材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度為26~32HRC。退刀裝置主要由拉簧銷5、拉簧6、扳手7、刀體8、定位柱9、彈簧10、定位臂11、退刀限位調(diào)節(jié)螺釘12組成，其中定位柱9材料為40Cr，熱處理后硬度為40~42HRC。彈簧10安裝在刀體8內(nèi)圓柱孔中，定位柱9安裝在刀體上圓柱孔中彈簧左側(cè)，其中定位柱右端小端外圓插入進(jìn)彈簧內(nèi)圈中。定位柱與孔之間采用了間隙配合方式，在彈簧10的作用下，定位柱9可在刀體8圓柱孔中作自由軸向滑動(dòng)。在刀體外圓中間部位上開有一直通腰形槽，如圖3所示，定位臂11通過(guò)此槽間隙以螺紋聯(lián)接的方式安裝在定位柱9上，退刀限位調(diào)節(jié)螺釘12采用螺紋聯(lián)接方式聯(lián)接在定位臂11上，并在定位臂另一側(cè)采用一螺母，起到緊固和調(diào)整位置的作用。刀具14裝配在小刀排1孔中，并采用兩個(gè)刀具緊固螺釘13從兩個(gè)方向?qū)⒌毒?4緊固在小刀排1上，小刀排1裝配在刀體8前端的裝刀刀槽中，兩者為間隙配合方式，這樣小刀排1可以沿刀體8刀槽滑動(dòng)。

拉簧銷2以套裝方式安裝在小刀排1上相應(yīng)孔中，其伸出小刀排1長(zhǎng)度部位安裝在刀體8上的環(huán)形槽中并與扳手7上的孔配合，扳手7另一部位通過(guò)圓柱定位螺釘3固定在刀體8上，扳手7可以沿圓柱定位螺釘3中心旋轉(zhuǎn)，從而形成一杠桿。拉簧6一側(cè)固定在拉簧銷2上，另一側(cè)掛緊在裝配于刀體和刀蓋上部的拉簧銷5上，當(dāng)扳動(dòng)扳手7時(shí)，由于杠桿作用，扳手7帶動(dòng)拉簧銷2在刀體圓弧槽（見(jiàn)圖3）中滑動(dòng)，從而帶動(dòng)小刀排1和刀具14在刀體8裝刀槽中移動(dòng)。在小刀排1上，靠近定位柱9一側(cè)部位有一定位孔，在扳手7的帶動(dòng)下，當(dāng)小刀排1移動(dòng)到刀體8刀槽之間合適位置時(shí)，在彈簧10的作用下，推動(dòng)定位柱9作軸向移動(dòng)，直到定位柱9一側(cè)小圓柱插入并固定到小刀排1上定位孔中，這樣一來(lái)，刀具14與刀體8之間就處于切削裝配位置狀態(tài)。蓋板4通過(guò)蓋板緊固螺釘15固定在刀體上，并與小刀排1之間保持小間隙配合，確保小刀排1在刀體8上裝刀槽內(nèi)的自由滑動(dòng)。

圖3 刀體腰形槽示意圖

3. 刀具工作原理和使用方法

如圖4所示，刀具在開始切削前，先將扳手7柄部扳轉(zhuǎn)，通過(guò)杠桿作用，同時(shí)利用裝配扳手7和小刀排1上的拉簧銷2，帶動(dòng)小刀排1向下移動(dòng)，此時(shí)小刀排1上一側(cè)的定位孔也向下移動(dòng)，當(dāng)小刀排1上定位孔與定位柱9前端頭部位置對(duì)照時(shí)，由于彈簧10的彈力作用，使定位柱9頭部插入到小刀排1定位孔中，于是小刀排1被限制退回，刀具14位置被固定，刀具處于切削位置，當(dāng)?shù)毒咴诠ぜ星邢鬟_(dá)到預(yù)定深度時(shí)，則裝在定位臂11上的退刀限位調(diào)節(jié)螺釘12與工件外側(cè)端面相接觸，由于此時(shí)機(jī)床處于進(jìn)給狀態(tài)，在進(jìn)給力的作用下，使定位柱9作相對(duì)后移運(yùn)動(dòng)，并壓縮彈簧10，直至定位柱9頭部脫離小刀排1上的定位孔，在拉簧6的作用下，小刀排1迅速退回原始位置狀態(tài)，即帶動(dòng)刀具14在刀槽中移動(dòng)完成自動(dòng)退刀動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)一次切削運(yùn)動(dòng)。由此循環(huán)往復(fù)，直至螺紋切削加工完畢。

4. 結(jié)語(yǔ)

該刀具采用杠桿―彈簧組成的機(jī)械式自動(dòng)退刀裝置，具有動(dòng)作可靠、使用方便且易于制做的特點(diǎn)，在車削盲孔內(nèi)螺紋時(shí)能自動(dòng)退刀，減輕了操作者的緊張情緒和勞動(dòng)強(qiáng)度，極大地提高了生產(chǎn)工效。