一、刀具结构设计
- 刀体
- 根据Z35摇臂钻床对刀具装夹的要求,刀体的尾部锥度为莫氏5号,同时在刀体对称位置设计两个装刀槽。刀体材料采用40Cr或45钢,调质处理硬度在26~28HRC,装刀槽采用焊接方式与刀体连接增加了强度和刚性。
- 心轴
- 在刀体的中心部位设计一安装定位心轴的孔。心轴的作用,一方面为刀体提供一个支承点,提高整个系统的刚性,另一方面起到了对刀具的定位作用,减少找正时间。定位心轴与定位工艺孔之间的间隙为0.05~0.08mm,材料为45钢,与工艺孔配合部分要求表面高频淬火45~50HRC。
- 调整垫片及装刀槽
- 装刀槽用来安装刀具,与刀体焊接成一体,要求具备一定的刚度、强度,侧面有两螺孔供压紧切刀的螺钉用。调整垫片是一组仅厚度不同的长方体垫片,用来调整刀具在装刀槽中的位置,从而能够用一把刀具加工出不同尺寸的孔。要求调整垫片厚度尺寸公差为±0.01mm,并且一组垫片厚度尺寸之差为0.5~1mm,根据加工孔直径尺寸也可制做专门的系列调整垫片。
1.刀体 2.调整垫片 3.主切刀 4.紧固螺钉
5.装刀槽 6.定位心轴 7.副切刀
图1 刀具结构示意图
二、切削刀具
- 刀具材料
前角g0=15°~20°
后角a0=10°~12°
主偏角kr=60°
副偏角kr=1°
刃倾角ls=2°
图2 主切刀几何角度
前角g0=15°~20°
后角a0=10°~12°
主偏角kr=90°
副偏角kr=1°
刃倾角ls=2°
注:圆弧大小根据加工孔直径确定
图3 副切刀几何角度- 综合考虑各种因素选用高速钢(W18Cr4V)。
- 刀具几何角度
- 综合考虑刀具切削过程中的排屑、切削力、夹刀、耐用度等因素,刀具设计成主切刀和副切刀两种形式,根据各自不同的作用和要求选择不同的刀刃形状和几何角度。
- 主切刀 主要用来切除工件加工余量,要求具有一定的强度和韧性,其刃口选用宝剑式刃口,如图2所示。
- 副切刀 主要作用是控制加工出的内孔直径。要求刀具具有良好的刚性和耐磨性,以保证孔的尺寸精度,其刀刃形状为平直形式,如图3所示。
- 综合考虑刀具切削过程中的排屑、切削力、夹刀、耐用度等因素,刀具设计成主切刀和副切刀两种形式,根据各自不同的作用和要求选择不同的刀刃形状和几何角度。
三、切刀的安装
r—加工孔的半径 b—切刀刃宽度
h—主、副切刀刀尖高度差(h=0.1~0.2mm)
c—主切刀装夹位置
图4 刀具切削原理示意图