西安双特智能传动有限公司
摘要：随着环槽粗糙度要求越来越高，需要使用新型精车刀来达到要求。通过不同环槽精车刀杆和刀片的试验结果，研究新型刀具的可行性。
关键词：环槽 复合刀杆 粗糙度 修光刃
球铁零件的环槽一般与活塞进行配合，需要时活塞会在高压油的作用下沿着环槽往复运动，随着机械制造业的不断发展，对环槽的粗糙度要求也越来越高，由于环槽宽度仅有20-25mm，普通车刀无法进入其中进行切削。这就需要根据环槽形状来设计非标的精车刀具来进行精车。不同的环槽车刀可达到不同的粗糙度，但是，设计合理的环槽车刀在达到更高的粗糙度要求的同时，还能相比其它的车刀降低刀具成本。包装活塞在往复运动时对高压油的密封效果。
一、工件要求
工件材料为QT450，环槽内圆（大圆）直径要求为φ237.9±0.05mm，外圆（小圆）直径要求为φ280±0.05mm，两个圆粗糙度要求均为Ra0.8，要求为同心圆纹路。形状如图1所示。
图1 图二
二、非标刀杆设计及刀片选用
因为环槽较窄，去掉精车加工余量后槽宽为20.75mm，精车刀的设计难点为要保证刀杆进行环槽进行车削不干涉，还要保证足够的刚性，否则会产生振刀，难以保证粗糙度要求。
对于刀杆要进入环槽车削，需要将刀杆车削部位设计成端面为19mm宽的圆弧形状，如图2所示，而且圆弧要保证足够长，否则造成刀杆刚性低，进而抗疲劳性能降低，容易折弯和振刀。图二所选用的刀片为TCMT120408形式的刀片，2个刀尖处于同一个水平位置，分别用来加工内圆（大圆）和外圆（小圆），但是这种布置结构的车刀有以下3个缺点：1）TCMT120408刀片有三个刀尖，当2个切削的刀尖磨损后，第3个刀尖无法利用，会造成浪费，2）加工后的粗糙度在Ra1.2以上，对于要求Ra0.8的工件，无法达到其粗糙度要求，3）此刀片价格较高。
为了解决粗糙度的问题，需要用到修光刃刀片，那么图2所示的刀具方案无法CNMG形式的修光刃刀片，但是将刀片安装槽改为CNMG形式后，无法同时加工内、外圆（刀塔排刀问题导致不能增加刀具），研究分析后，提出了图3所示的改良型环槽精车刀，安装2片CNMG06208的刀片，分别负责加工内、外圆，两个刀片高度相差1mm，防止底面干涉。
图3
三、加工数据对比：
1、表1列出了两种刀具在刀片价格、加工寿命、所能达到的表面粗糙度等方面的对比数据。
表1 两种刀具各项对比
四、总结
图3所示改进后的刀具相比图2所示刀具的优势在于以下3点：
① 可加工环槽粗糙度要求更高的工件；
② 由于内外圆各用一个刀片，解决了剩余刀尖不能利用的问题，降低了刀片使用成本；
③使用更小的硬质合金刀片，刀片单件也降低了；
④加工环槽粗糙度要求为Ra2的工件，图3所示刀具相比图2所示刀具加工寿命更长，降低了单件刀片消耗，进而降低了单件加工成本。
⑤相比方案2刀具，进给可以从0.07mm/r增加到0.12mm/r，提升了加工效率
综上所述：通过计算刀片成本、设备折旧及人工成本后，单件可降低成本约3.05+12.06=15.11元，成本优势明显。
参考文献
【1】崔恒泰，刘蒲生等。球墨铸铁环槽工艺的研究[J]. 1991.5
【2】王仁伟，何玲.环槽车削加工工艺参数优化[J].组合机床与自动化加工技术.2016
【3】山特维克可乐满车削刀具样本 . AB Sandvik Coromant.2017
论文作者:刘涛 张涛
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/15
标签：刀片论文; 车刀论文; 刀具论文; 粗糙度论文; 加工论文; 所示论文; 刀尖论文; 《科技新时代》2019年8期论文;