螺紋車(chē)刀刀體優(yōu)化設(shè)計(jì)

李偉

西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710089

通常學(xué)生在普通車(chē)床操作實(shí)訓(xùn)中，進(jìn)行螺紋車(chē)削課題時(shí)，考慮到操作安全性問(wèn)題和學(xué)生掌握容易程度等原因一般都采用低速車(chē)削螺紋方法。所用刀具為高速鋼，相比硬質(zhì)合金類(lèi)刀具鋒利而且韌性較好，刀刃不易崩裂，車(chē)出的螺紋粗糙度較小，經(jīng)濟(jì)成本也較低。學(xué)生也容易刃磨合掌握，適合學(xué)生實(shí)訓(xùn)使用。

1 現(xiàn)有螺紋車(chē)刀存在的問(wèn)題

螺紋車(chē)削時(shí)操作過(guò)程是：按照?qǐng)D紙標(biāo)注的螺距掛好相應(yīng)手柄，掛好相應(yīng)檔位，將刀具遠(yuǎn)離工件右端面3～5mm處，試切對(duì)好刀后，中托板進(jìn)到每刀需要深度，壓下開(kāi)合螺母后，左手控制正反車(chē)離合器，右手利用中托板手柄控制切削深度即螺紋牙深，當(dāng)?shù)毒哕?chē)至螺紋收尾處或退刀槽時(shí)，右手反向搖中托板，刀具徑向退出，左手同時(shí)壓下正反車(chē)離合器，使主軸變?yōu)榉崔D(zhuǎn)，刀具會(huì)退到工件端面處。控制中托板再次徑向進(jìn)刀，重復(fù)上述動(dòng)作，如此反復(fù)，測(cè)量，直至牙深到達(dá)指定切削深度，螺紋切削完成。

上述動(dòng)作如果是一個(gè)比較熟練的操作工人，操作起來(lái)時(shí)沒(méi)有問(wèn)題的，動(dòng)作連貫流暢。可對(duì)于初次操作機(jī)床設(shè)備的實(shí)訓(xùn)學(xué)生來(lái)說(shuō)，肯定會(huì)存在一定問(wèn)題，影響實(shí)訓(xùn)效果。

1)實(shí)訓(xùn)學(xué)生大多存在對(duì)機(jī)床設(shè)備的畏懼心理，精神高度集中，緊張，練習(xí)新課題時(shí)難免操作慌亂，雙手動(dòng)作配合不協(xié)調(diào)，因此誤操作、操作失誤而導(dǎo)致的打刀現(xiàn)象也就在所難免了；如果打刀現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)勢(shì)必會(huì)對(duì)學(xué)生心理素質(zhì)、承受能力造成影響。

2)普通車(chē)床相比數(shù)控機(jī)床來(lái)說(shuō)沒(méi)有機(jī)床防護(hù)罩，機(jī)床是開(kāi)放狀態(tài)的，如處理不當(dāng)，還會(huì)對(duì)操作者造成不必要的傷害，存在著一定的安全隱患。

3)作為一名合格的車(chē)床操作工人，不僅要在生產(chǎn)中能加工出合格的產(chǎn)品，還必須熟練掌握車(chē)刀的刃磨方法。可如果出現(xiàn) “扎刀”，甚至是刀具折斷，必須要進(jìn)行二次刃磨。實(shí)訓(xùn)時(shí)所用螺紋刀具為20×20mm高速鋼，如果出現(xiàn)折斷，如圖1右所示，那需要修磨部分較多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，丟棄處理又不經(jīng)濟(jì)。

圖1 螺紋車(chē)刀折斷前后對(duì)比

俗話(huà)說(shuō)“三分手藝，七分刀具”，足以說(shuō)明刀具在機(jī)械加工生產(chǎn)中的重要地位，一把好的刀具對(duì)改善實(shí)訓(xùn)教學(xué)、提高生產(chǎn)效率的重要性。可見(jiàn)“扎刀、打刀”問(wèn)題，是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

2 彈性刀桿的設(shè)計(jì)

如果在實(shí)訓(xùn)學(xué)生出現(xiàn)誤操作時(shí)切削力大于一定值時(shí)，車(chē)刀能自動(dòng)讓刀，可以有效的避免“扎刀、打刀”。這樣彈性刀桿的設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，如圖2所示。

圖2 彈性刀桿三維效果圖

彈性刀桿設(shè)計(jì)如圖2所示，刀體為45#鋼經(jīng)淬火、調(diào)制處理，刀體前端開(kāi)有12×12mm方槽盲孔，裝入12×12mm高速鋼刀體，在正上方用M6螺栓壓緊，在刀體中端開(kāi)有1-2mm彈性開(kāi)槽，為增加工作剛性在彈性槽另一端放置以剛性彈圈。工作中當(dāng)切削力大于一定值時(shí)，車(chē)刀能自動(dòng)讓刀，使切屑保持適當(dāng)?shù)暮穸龋涂梢杂行У谋苊狻霸丁⒋虻丁薄?/p>

1)彈性刀桿由于自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)能夠有效的避免“扎刀、打刀”，消除學(xué)生操作的恐懼心理。

2)在使用過(guò)程中如不出現(xiàn)打刀的情況下只需要對(duì)刀尖部位進(jìn)行修磨就可以滿(mǎn)足切削要求，磨削量不大，省時(shí)省力；即使出現(xiàn)打刀，丟棄部分遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于整體式螺紋刀體，經(jīng)濟(jì)性又好，刀體重復(fù)使用率高。

3)刀頭可根據(jù)生產(chǎn)不同需要，更換方便，刀體利用率高。 如普通三角螺紋，梯形螺紋，方牙螺紋，鋸齒螺紋等。

4)工藝簡(jiǎn)單，制造方便，可批量生產(chǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，彈性刀桿在學(xué)生實(shí)訓(xùn)中具有很好的效果，起到了預(yù)期的效果，有效避免了“扎刀、”現(xiàn)象，消除了實(shí)訓(xùn)學(xué)生的恐懼心理，提高了教學(xué)效果。通過(guò)刀頭的更換還能實(shí)現(xiàn)“一刀多用”，從發(fā)展角度看它有著一定的推廣價(jià)值。但設(shè)計(jì)中也存在一定局限性，有一定的改進(jìn)空間，由于外形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它只適用于外螺紋車(chē)削；另外當(dāng)車(chē)削螺紋升角較大的螺紋時(shí)，比如蝸桿，彈性刀桿不能調(diào)節(jié)角度，所以它不適用。

[1]陽(yáng)夏冰、羅光漢主編. CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2009年2月.

[2]胡彥輝.磨具制造工藝學(xué). 重慶大學(xué)出版社

[3]鉗工工藝學(xué).中國(guó)勞動(dòng)與社會(huì)保障出版社

[4]金屬切削手冊(cè). 上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會(huì)編