滚车刀具——一种新型高效车刀.pdf

Ac a d e m i c 学术 滚车刀具 湖南湘电长沙水泵有限公司 一 宾雪蓉 童曼玲 引 言 滚车刀具是一种车削过程 中，在切 削力的 作用下 由工件 的回转 带动圆形刀片旋转，同时 又能切削工件 的一种车刀。该车刀特别适用于 外圆无台阶一次走刀距离长的车 削。是一种使 用寿命长、工件加工质量高且结构简单、性能 可靠的新型车削刀具。 1 背景技术 金属切削加工工件的形状，分析起来不外 乎由下列几种表面组成， 即外圆面、 内圆面( 孔 ) 、 平面、成形面，要对这些表面进行加工，刀具 与工件 必须有一定的相对运动，即所谓的切 削 运动。按其在切 削过程中所起的作用 ，可分为 主运动和进给运动两种。切下切屑所必需的最 基本的运动为主运动，一般主运动是切削运动 中速度最高、消耗功率最大的运动，如车削中 的工件旋转运动，铣削中的刀具旋转运动。传 统的车削加工是单韧连续工作，铣削加工为多 韧轮流工作。 在切削过程中会产生大量的切削热。被切 削的金属在刀具的作用下，发生弹性和塑性变 形而耗功，这是切削热的一个重要来源。此外， 切屑与前刀面、工件与后刀面之间的摩擦也要 耗功 ，也产生 出大量的热量。因此，切 削时共 有三个发热区域，即剪切面、切屑与前刀面接 触区、后刀面与过渡表面接触区。所 以，切削 热的来源就是切屑变形功和前、后刀面的摩擦 功。 大量的切削热使得切削温度快速升高。切 削温度 高是刀具磨损的主要原因，同时刀具后 刀面的磨损值达到一定数值后，对切削温度 的 影响增大，且切削速度愈高，影响就愈显著。 切削温度还会使加工精度降低，使已加工表面 产生残余应力以及其它缺陷。 普通车刀在切削的过程中，刀尖始终与工 件接触 ，在切削力和摩擦 的作用下，刀具的刀 尖部位温度不断升高，特别是加工不锈钢、淬 硬钢等材料时切削温度高，刀尖局部温度过高 容易使刀尖磨损，一次走刀距离长时一刀还没 走完刀片即失效，需更换刀片或刀具，还需要 接刀。因此切削加工不锈钢、淬硬钢这一类金 属一次走刀距离长时切削速度较低、刀片寿命 低、工效低。完全限制了生产率的提高。 2 滚车刀具的工作原理 滚车刀具的工作原理，主要是受铣削加工 时刀具多韧轮流工作 的原理启发。通过巧妙的 结构设计 ，使圆形刀片在切 削力的作用下 自由 1 1 1 M h i 。r h 中 围 木 几 栩 一 种新型高效车刀 I 刀蛰 2 片 3 辅 4 耀 计轴晕 s 坩謇 6 轩 7 _撞力辅最 8 伍叠 ， 树垫 lO 漓嚼 的旋转，从而达到在车削过程 中，圆形 刀片多 韧轮流工作的目的。 该刀具主要包括刀杆，圆形刀片和刀轴。 圆形刀片安装在 刀轴上，刀轴 中心线相对刀杆 前倾 且左倾 ( 或右倾 )。由于刀轴中心线相对 刀杆 的倾斜，使 圆形刀片 自动形成负前角和正 后角。同时在车 削过程中工件与 圆形刀片的相 对运动使 圆形刀片产生 回转。圆形刀片绕刀轴 转动，刀片的不 同点轮换作为刀尖对工件进行 切削，降低 了刀尖 的局部温度，改善 了刀片的 磨损状态 。由于刀轴和圆形刀片采用两副滚针 轴承和一副推力轴承的安装结构，并采用油脂 润滑，使 圆形刀片绕刀轴转动时更加平稳 。油 脂润滑既可起冷却作用又能利用压力将赃物从 刀杆 内排 出。 3 滚车刀具的具体设计 ( 见图 1) 如图所示：滚车刀具 由 1 刀垫、2刀片、3 刀轴、4 滚针轴承、5 衬套、6刀杆、7 推力轴承、 8压盖 、9衬垫等零件组成。刀轴通过两副滚针 轴承、和一个推力轴承 安装在刀杆上，在两个 滚针轴承之间装有衬套，第二滚针轴承与的推 力轴承之间装有衬垫，在 刀杆上装有作用于推 力轴承的压盖，并在刀杆上开有贯通到刀轴 的 图 l 油槽的黄油嘴，油槽与滚针轴承和推 力轴承连 通 。 结构特征：刀轴 的中心线相对零件 刀杆 向 前倾斜 5 一 l4 。，向左 ( 或向右)倾余 5 4 0 。， 使刀片 自动形成负前角和正后角 ( 负前角可提 高刀尖强度和 改善刀片的散热条件；正后角可 减少刀片与工件 的摩擦，降低刀片的磨损速率 和工件 己加工表面硬化的程度 ，提高刀具耐用 度 )。在 切削分力的作用下，圆形刀片绕刀轴 转动使得刀片的刀尖不是固定的某一 点，避免 了刀尖产生局部高温。采用两副滚针轴承和一 副推力轴承的结构，使刀片绕 刀轴转动是更加 平稳 。采用油脂润滑既可起冷却润滑作用又能 利用注油的压力将赃物从刀杆内排出。 总结 滚车刀具的发明己获得实用新型专利证书。 具有 以下优点：