專(zhuān)用端面槽锪刀的設(shè)計(jì)及制造

■ 河南一工專(zhuān)用刀具有限公司 （河南新鄉(xiāng) 453002） 葛建華

1. 專(zhuān)用端面槽锪刀的設(shè)計(jì)

用戶(hù)提供一工件樣品如圖1所示，要求按樣品來(lái)制造所需的專(zhuān)用端面槽成形刀具來(lái)提高加工效率。該工件為一端蓋，材料為38CrSi，熱處理后調(diào)質(zhì)硬度為26～30HRC。該端蓋端面槽原工藝是在車(chē)床上先用普通端面直槽車(chē)刀進(jìn)行粗車(chē)，然后用刃尖為R1.5mm的成形車(chē)刀經(jīng)多次精車(chē)制成。由于端面直槽車(chē)刀的幾何形狀是外圓車(chē)刀與內(nèi)孔車(chē)刀的綜合，其副后刀面的圓弧半徑R必須小于端面直槽的大圓弧半徑，以避免左副后刀面與工件端面槽孔壁相碰，因此當(dāng)圓弧較小時(shí)車(chē)刀強(qiáng)度較低，且端面槽尺寸也不易保證，這樣就造成了加工時(shí)間長(zhǎng)，容易產(chǎn)生廢品。同時(shí)，操作者勞動(dòng)強(qiáng)度大，每班僅能生產(chǎn)12個(gè)左右。為此，用戶(hù)提出希望能夠設(shè)計(jì)專(zhuān)用端面槽成形刀具，在保證加工要求的前提下提高生產(chǎn)效率。

經(jīng)分析，該工件的端面槽較寬，這將使加工時(shí)切削力大，再加上刀具強(qiáng)度等因素，最終選用端面槽锪刀來(lái)進(jìn)行加工。另外，考慮到如果用一把锪刀加工，切削力較大，容易造成端蓋裝夾松動(dòng)，而且端面槽形比較復(fù)雜，锪刀的制造難度相對(duì)較大。因此采用兩把锪刀進(jìn)行配合，分別加工該工件端面槽的內(nèi)外側(cè)，更好地解決了切削力大、锪刀制造難度大的問(wèn)題。

圖1 工件樣品

端面槽內(nèi)側(cè)的锪刀加工示意如圖2所示，該锪刀主要加工端面槽內(nèi)側(cè)面，并去除端面槽內(nèi)大部分的加工余量，為第二把锪刀的加工做好準(zhǔn)備。圖3為端面槽外側(cè)的锪刀加工示意，用來(lái)加工端面槽外側(cè)面及內(nèi)溝槽、槽口倒角。兩把锪刀均采用莫氏4號(hào)錐柄，這樣與車(chē)床尾座連接方便、定位準(zhǔn)確。兩把锪刀均采用釬焊硬質(zhì)合金刀片結(jié)構(gòu)制造，刀體采用合金結(jié)構(gòu)鋼40Cr制造，熱處理后硬度保持為40～45HRC。硬質(zhì)合金刀片牌號(hào)的選擇比較關(guān)鍵，關(guān)系到刀具耐用度問(wèn)題，由于工件材料為合金結(jié)構(gòu)鋼38CrSi，調(diào)質(zhì)硬度為26～30HRC，較難加工，因此可選用國(guó)際ISO牌號(hào)為M20的硬質(zhì)合金刀片，國(guó)產(chǎn)對(duì)應(yīng)的硬質(zhì)合金刀片可選用牌號(hào)YS2T，其硬度為91.5HRA，抗彎強(qiáng)度為2.2GPa，綜合性能很好，適合加工高錳鋼、合金鋼等。

2. 專(zhuān)用端面槽锪刀的制造

端面槽锪刀的制造應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）容屑槽槽深不易過(guò)深，這樣可增加刀體刀齒強(qiáng)度。

2）由于刀具切削力較大，硬質(zhì)合金刀片厚度不應(yīng)選太小，其厚度應(yīng)≥4mm。

3）锪刀前刃偏距－0.5～0mm，不可為正，這樣可增加刀片強(qiáng)度；端齒前角選為5°，不易過(guò)大，以避免刀片崩刃情況；端齒后角為5°，并留有0.05mm的刃帶，可有效地保護(hù)刃尖；外側(cè)副偏角為0.5°，后角為10°，并留有0.5mm的圓柱刃帶，可有效保證尺寸精度；內(nèi)側(cè)副偏角為0.5°，后角為5°，并留有0.2mm的圓柱刃帶。

4）硬質(zhì)合金刀片在釬焊前，應(yīng)先在線(xiàn)切割上切出外形輪廓，單邊留有0.5mm余量。

5）在釬焊硬質(zhì)合金刀片時(shí)，要注意高頻爐的加熱溫度，不易過(guò)高，同時(shí)焊完硬質(zhì)合金刀片后，要將锪刀放入專(zhuān)用的保溫爐中進(jìn)行保溫并隨爐緩冷，以避免硬質(zhì)合金刀片由于焊后溫度下降過(guò)快，造成出現(xiàn)裂紋等缺陷。

圖2 端面槽內(nèi)側(cè)的锪刀加工示意

圖3 端面槽外側(cè)的锪刀加工示意

6）锪刀在磨制過(guò)程中，要注意磨削量不易過(guò)大，以避免磨削溫度過(guò)高，造成硬質(zhì)合金刀片出現(xiàn)裂紋。同時(shí)，锪刀的前刃面表面粗糙度值Ra≤0.4μm，可有效提高刀具的使用壽命。

3. 使用效果

锪刀經(jīng)用戶(hù)使用，每班可加工50個(gè)工件，操作時(shí)僅需用車(chē)床尾座進(jìn)給，控制好進(jìn)給深度即可，大幅降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

4. 結(jié)語(yǔ)

在加工較復(fù)雜的端面槽形時(shí)，可優(yōu)先設(shè)計(jì)制造專(zhuān)用端面槽锪刀，其加工精度完全能夠保證產(chǎn)品的加工要求，并且大幅縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。