車削異形螺栓外圓的機夾刀具

2015-02-18 02:43:03寧夏天地奔牛集團有限公司石嘴山753001楊欣榮

金屬加工(冷加工) 2015年3期

■寧夏天地奔牛集團有限公司（石嘴山 753001）楊欣榮

車削異形螺栓外圓的機夾刀具

■寧夏天地奔牛集團有限公司（石嘴山 753001）楊欣榮

摘要：異形螺栓作為聯接刮板與鏈條的主要零件，其加工質量直接影響到刮板與鏈條的聯接效果，同時也影響到鏈條傳動的穩定性。本文主要介紹了為車床加工異型螺栓、螺柱外圓及倒角而設計的機夾車刀。

異形螺栓結構復雜，形狀類似E形和U形兩種（見圖1），E形結構的3個圓柱和U形結構的2個圓柱均為整體鍛造而成。其特征是在臥式車床上使用專用機夾刀具配合異形螺栓專用胎，進行車削異形螺栓外圓及倒角，然后利用板牙套成外螺紋，達到了高質、高效及高可靠性的加工效果，從而提供了一種車削異形螺栓的加工方法。

1. 工裝設計

針對異形螺栓的特殊結構，初期加工異形螺栓的方法是：工件異形螺栓裝夾在專用胎具上，加工異形螺栓外圓的機夾套刀裝夾在臥式車床夾盤上，使用設計的機夾套刀只能完成車外圓，異形螺栓的倒角必須在立鉆上使用專用刀具加工。此倒角加工方法由于人為因素很多，倒角大小不一以及經常出現倒角一邊大一邊小的現象，造成倒角不規范，且此方法加工異形螺栓外圓和倒角需要兩次裝夾，費時費力，效率低，增加了勞動強度。為此在加工方法、加工工裝及刀具方面加以分析和研究，設計出一種新型加工方法，即利用專用機夾刀具，在車外圓后將圓柱外端倒角直接倒出，使用該專用機夾刀具加工異形螺栓，減少了裝夾次數，降低了勞動強度，提高了勞動效率。

2. 機夾刀具設計原理

圖1　異形螺栓示意圖

專用機夾刀具主要由刀體、車削刀片、壓緊螺栓、外壓板、滑動刀體、內壓板、倒角刀片、彈簧、鍵、壓蓋及調整墊片等零件組成，主要結構特點：①在刀體上開車削刀片槽和左邊內孔開鍵槽。②在滑動刀體上開倒角刀片槽和左邊外圓開鍵槽。③刀體與滑動刀體之間通過鍵聯接，給滑動刀體傳遞加工切削力。④刀體裝在臥式車床單動卡盤上，通過壓在刀體上的車削刀片來完成異形螺栓的外圓車削工作。⑤當外圓車到一定長度后通過彈簧推力使壓在滑動刀體上的倒角刀片完成異形螺栓倒角的車削工作。圖1中A尺寸是利用三維建模，通過數控銑床保證機夾刀具A尺寸的公差控制在A0-0.3mm，這就有效地保證了異形螺栓外圓尺寸加

工在A0-0.3mm，保證了異形螺栓的加工精度。⑥外圓車完后經板牙套扣胎套成外螺紋，保證了礦用異形螺栓的使用要求。

在設計車削異形螺栓外圓及倒角為一體的機夾刀具時，主要問題是解決倒角問題。最初對機夾套刀改進采用兩種方式：①在刀體上直接開倒角刀片槽，把倒角刀片壓在刀體上來倒角。②刀體內直接放倒角刀體，壓蓋直接壓在放倒的角刀體上作為推力。這兩種加工方式由于人為因素的影響，異形螺栓螺桿伸入刀體長度不好控制，導致倒角大小不一樣，而且極容易出現崩刃現象，增加了刀片費用。通過對現場加工、工藝及工裝進行分析并加以改進，設計出新的機夾刀具如圖2所示，可以看出倒角刀采用了以彈簧產生推力的彈性結構，彈簧具有伸縮性、伸縮過程中力不斷變大等特點。針對彈簧的特點對使用的機夾套刀進行改造，即在車外圓機夾套刀內增加壓倒角刀片的滑動刀體，滑動刀體使用彈簧作推力的彈性結構，此機夾刀具在車外圓的同時還能倒角。

初期加工工藝流程：調質→一次裝夾、車削螺桿外圓（車床）→二次裝夾、倒角（鉆床）→三次板牙套螺紋（車床）。

改進加工工藝流程：調質→一次裝夾、車削螺桿外圓、倒角（車床）→二次裝夾板牙套螺紋（車床）。

采用的彈性結構倒角公式如下