一種支座外倒角的可調節式倒角刀

山重建機有限公司（山東臨沂 276200）劉啟鋒

對于工程機械工作裝置的圓柱軸套類部件的端部，一般留有一定角度的外倒角，用來安裝銷軸的防塵圈。我公司主要產品為08T～70T的液壓挖掘機，結構件之一斗桿作為挖掘機關鍵控制件，由我公司結構件廠負責制造。圖1中斗桿A支座需要安裝防塵圈來防止灰塵的進入，所以需要對斗桿A支座端部進行外倒角，表面粗糙度值要求Ra=12.5μm。公司老的工藝路線為斗桿部件整體焊接前對A支座零件進行加工，斗桿整體焊接存在焊接變形，導致后期A支座鏜孔和倒角同軸度各不相同，前期在市場有工作2000 h密封圈損壞的情況。經過改善后期21T以上斗桿A支座要求外倒角焊接后加工，以保證與A支座鏜孔的同軸度。我公司挖掘機量產機型的斗桿A支座采用整體倒角刀進行加工，一般一個噸位配備一個固定式的非標倒角刀。我公司21T以上機型有12個，如果全部采用固定式的非標倒角刀，致使加工成本提高、刀具數量增多、刀庫空間不夠。針對斗桿A支座外倒角的尺寸種類繁多，需要一把復合刀具多機型的加工。

倒角刀的設計

圖1 工件

斗桿A支座材質一般采用35鋼鍛造，調質處理后硬度230～280HBW，中等切削硬度。加工中心和機加工裝的剛性屬于良好工況，所以刀具不用考慮輕量化設計。斗桿A支座的外倒角安裝橡膠的防塵圈，所以要求表面質量無接刀紋，需要大于倒角長度的刀片完成，刀片采用邊長大的三角刀片，并配備90°主偏角的車刀桿。所設計的倒角刀應包括標準車刀桿、調節緊固螺釘、非標刀體。所述標準車刀桿部分通過在非標刀體方孔內的伸長和縮短，調節所倒圓柱軸套類端部外倒角的大小，通過緊固螺釘進行固定；所述非標刀體的方孔是按照135°角度制作，通過與標準車刀復合，進行圓柱軸套類端部外倒30°倒角。各公司可以根據角度不同制作不同角度的倒角刀，以滿足多機型的加工，如圖2所示。

倒角刀的制作要點

刀體要求為45鋼，粗加工后調質28～34HRC，刀體要求與前端面偏角為145°。刀體槽內尺寸32 mm×32 mm，表面粗糙度值要求Ra=3.2μ m，一般使用激光切割機進行貫通加工。倒角刀是加工21T以上斗桿，所以車刀頭留5 m m余量后，要求刀片中部至刀柄中心為76.3 m m，刀體委托外協加工。采用山特維克可樂滿常規刀柄PTGNL3232—P27主偏角91°左手型刀柄，刀柄寬度32 mm×32 mm，刀柄長度170 mm。倒角刀加工時切削力大，采用山特維克可樂滿TNMG0270612三角形車刀片。

圖2 倒角刀

切削參數

倒角刀通過機械手放置在機床主軸上，通過機床的進給一次完成圓柱軸套類端部外倒角。A支座倒角表面粗糙度值Ra=12.5μm，所以在保證質量的情況下采用低轉速和低進給以保證加工過程的控制。斗桿A支座兩側面銑面完成后，對A制作外倒角進行加工時，留5 mm安全距離進行切削進給。加工中心轉速為160 r/min，進給為20 mm/min，加工過程時刻觀察加工效果及加工質量。低速進給產生熱量大，保證切削時使用切削液進行冷卻。

效果對比

加工后的斗桿A支座相比老廠焊接前加工的A支座的同軸度效果好，且性能穩定。從使用倒角刀對A支座加工后，市場沒有出現密封圈損壞的情況，提高了斗桿的可靠性。相比量產斗桿的固定式倒角刀效率同等，刀具成本降低80%，按照我公司產品計算21T、22T、24T、27T及30T機型的斗桿都可以使用同一把倒角刀，為加工中心刀庫解決4個刀位。

結語

該倒角刀是結合實際生產制作的新型倒角刀，兼具21T、22T、24T、27T和30T機型的加工。經過實踐證明，在不影響產生效率的情況下，表面質量通過刀片的型號、機床的進給來保證，可以提高支座倒角尺寸和形狀的統一性，間接地提高了斗桿的加工質量和可靠性。