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大連船用柴油機(jī)有限公司機(jī)械加工部

 孫建濤 張廣瑞 安富廣 宋家瑜

摘要：對(duì)于反向劃窩加工，常用的加工方式為將連接主軸的整體式刀體，移動(dòng)到孔位將刀桿伸出孔端，人工測(cè)量安裝好刀片，再進(jìn)行劃窩的加工方式。這種常規(guī)的反向劃窩加工方式靈活方便，但對(duì)于劃窩尺寸完全由人為控制，經(jīng)常出現(xiàn)劃窩尺寸超差的情況。本文創(chuàng)新改造了一種基于快換夾頭的劃窩刀具，由電子對(duì)刀儀提前校正劃窩尺寸，改裝劃窩刀桿并適配制作轉(zhuǎn)換夾套，使加工過(guò)程中刀桿和刀片始終為一體，整體裝夾到快換夾套中。改造后的反向劃窩刀具在主機(jī)零部件加工中已經(jīng)應(yīng)用，取得不錯(cuò)的效果，在劃窩尺寸得到有效保證的同時(shí)，還能減輕工人工作強(qiáng)度，提高加工效率。

關(guān)鍵詞：反面劃窩；劃窩刀；刀具改造

1.前言

在機(jī)械加工中，零部件反面的劃窩加工，在實(shí)際生產(chǎn)中經(jīng)常遇到，通常使用的平面锪刀或者單面成型刀具裝夾在刀桿上加工而成，我司采用的加工方式亦是如此。這種加工方式比較靈活，便于更換刀片。但同時(shí)對(duì)于劃窩尺寸的控制，需要操作工人每個(gè)孔都要認(rèn)真的測(cè)量和檢查。在實(shí)際加工中，對(duì)于數(shù)量較多的劃窩加工，幾乎每個(gè)劃窩尺寸都不一樣，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)檢查不仔細(xì)而導(dǎo)致個(gè)別劃窩尺寸超差的情況。如果劃窩加工孔的數(shù)量較多，安裝刀片和測(cè)量尺寸的次數(shù)就會(huì)很多，增加操作者的工作強(qiáng)度。而且有時(shí)候由于工件結(jié)構(gòu)比較特殊，操作空間很小，安裝刀片會(huì)更加費(fèi)力和不便。針對(duì)這種情況，決定利用現(xiàn)有資源，對(duì)劃窩刀具進(jìn)行改造，改進(jìn)和豐富反向劃窩的加工方法。

2.現(xiàn)狀分析

一般的劃窩刀具結(jié)構(gòu)是連接主軸的刀體，刀體是刀柄加刀桿為一體，刀柄的形式因連接軸孔的形式而各有不同。刀桿端部開(kāi)有長(zhǎng)方形空槽，可插入單面刃磨的高速鋼刀片，端面有螺絲固定鎖緊。使用這種方式反向劃窩的時(shí)候，每劃完一個(gè)孔，需要取出刀片，待刀桿跑位到下一孔，伸出反面端面，再由人工裝入刀片，測(cè)量好尺寸后鎖緊端部螺絲，然后再次進(jìn)行加工。

圖一 常規(guī)直柄劃窩刀具

現(xiàn)有劃窩刀體的刀柄和刀桿一體式的，刀柄有φ42mm直柄，用于連接快換夾頭；有莫式錐柄，多用于連接鉆床主軸；有7:24錐柄，用于各類銑、鏜機(jī)床主軸。直柄劃窩刀體受快換夾頭接口尺寸限制，其刀桿直徑一般比較小，一般用來(lái)加工小直徑孔的反向劃窩。其余兩種形式刀柄可劃窩直徑要大一些。

要想實(shí)現(xiàn)劃窩尺寸準(zhǔn)確，理想狀態(tài)是不用每次都更換刀片，但是不更換刀片常規(guī)刀柄沒(méi)有辦法進(jìn)出所加工的孔。為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以借鑒銑鏜床使用的側(cè)固式劃窩刀桿，即將刀桿和刀柄分離，每次劃窩裝夾刀桿，不動(dòng)刀片。一般大直徑孔劃窩的刀桿直徑比較大，重量也大，這種加工方式往往不可取，但是這種加工方式對(duì)于小直徑孔的劃窩應(yīng)該是可行的，因此可以想辦法將直柄劃窩刀體進(jìn)行改造，以達(dá)到預(yù)期目的。

3.刀體的改造

直柄刀體的刀柄直徑是標(biāo)準(zhǔn)尺寸φ42mm，使用時(shí)連接到快換夾頭膨脹孔中，然后通過(guò)鎖緊裝置將直柄位置夾緊。如果將刀桿和刀柄分離開(kāi)以后，要面臨的問(wèn)題就是如何將刀桿和刀柄進(jìn)行裝夾和固定。綜合常用的幾種固定鎖緊方法，最后選用和借鑒了快換夾頭的夾緊方式。即根據(jù)刀桿實(shí)際尺寸，自制特殊尺寸的膨脹轉(zhuǎn)換套，使用時(shí)刀桿、轉(zhuǎn)換套、快換夾頭三者裝配在一起。

    膨脹轉(zhuǎn)換套的制作是刀具改造的關(guān)鍵，轉(zhuǎn)換套的外徑尺寸為φ42mm，與快換夾頭孔間隙適配，并且在外圓開(kāi)出4條0.2mm的槽，使其能夠?qū)崿F(xiàn)鎖緊的功能。刀桿外徑和膨脹轉(zhuǎn)換套內(nèi)孔是間隙配合連接，松開(kāi)狀態(tài)下很容易裝入轉(zhuǎn)換套中。快換夾頭鎖緊時(shí)，夾緊力傳遞到轉(zhuǎn)換套上，同時(shí)將刀桿夾緊；快換夾頭松開(kāi)時(shí)，夾緊力消失，轉(zhuǎn)換套膨脹到自然狀態(tài)，將刀桿松開(kāi)。

使用這種連接方式能夠?qū)崿F(xiàn)刀桿和刀片在加工過(guò)程中不用拆分，取而代之的是將整根刀桿取下來(lái)，機(jī)床跑位到下一個(gè)孔之后再將整根刀桿裝入、鎖緊。劃窩加工前只要對(duì)好刀片的直徑尺寸，就能夠保證所有劃窩直徑一致，不會(huì)出現(xiàn)尺寸不一的情況。

4.使用及效果

改裝后的劃窩刀桿在WX52主機(jī)水套加工中首次使用。在機(jī)床使用前，先將刀桿、刀片、轉(zhuǎn)換套組裝到一起，裝入帶錐柄的快換夾頭中，在電子對(duì)刀儀上對(duì)刀，調(diào)整好刀片的直徑尺寸，然后鎖緊，做好刀片位置標(biāo)記，便于識(shí)別刀片在加工過(guò)程中是否有移動(dòng)。

零件實(shí)際加工的孔尺寸為φ18，背部劃窩尺寸為φ26深17，一般在T68鏜床加工，因?yàn)樵撍子械目孜恢帽容^特殊，操作者需要蹬梯到工作臺(tái)上調(diào)整刀片位置，每次調(diào)整刀片需要松開(kāi)螺絲、取出刀片、跑位后安裝刀片、調(diào)整刀片位置、鎖緊刀片這五個(gè)步驟，時(shí)間一般需要2-3分鐘，而且偶爾還會(huì)出現(xiàn)劃窩尺寸偏大或偏小的情況。使用改造后的劃窩刀具，只需取出刀桿、跑位、安裝刀桿三個(gè)步驟，省去操作者調(diào)整刀片的過(guò)程，消除了劃窩尺寸錯(cuò)誤的隱患，同時(shí)安裝時(shí)間可縮短到半分鐘，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。實(shí)踐證明，改裝后的劃窩刀具既能有效保證產(chǎn)品質(zhì)量，又提高了工作效率。

5.結(jié)論

通過(guò)機(jī)械加工部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、工藝和刀具管理人員的多方面努力，成功設(shè)計(jì)并制作了基于快換夾頭的劃窩刀具，并在實(shí)際加工中得到成功的應(yīng)用，效果顯著。今后，可以將此種類型的劃窩刀具向更多的產(chǎn)品加工中推廣使用。同時(shí)也需要認(rèn)識(shí)到，該劃窩刀具還是有其局限性，那就是只能進(jìn)行小直徑的劃窩加工。對(duì)于大直徑的反向劃窩加工，由于其切削力較大，容易超過(guò)快換夾頭的鎖緊力，還需要用其他方法來(lái)解決，這也將是今后一個(gè)的研究課題。

（來(lái)源：大連船用柴油機(jī)有限公司優(yōu)秀論文）