外圓弧面銑削刀具

趙軍孝

（許昌煙草機械有限責任公司，河南 許昌461000）

圓弧加工是機械加工中經常遇到的一種結構形式，在機械加工中主要以刀具接觸式的機械加工為主要的加工形式。刀具作為機械加工中的重要工具對于圓弧機械加工的加工質量與加工效率有著極為重要的影響。刨床磨削成型圓弧刀應用于圓弧加工時存在著加工質量低、耗時較長的缺陷，而標準外圓弧銑刀在加工圓弧時存在著范圍限制，為提高圓弧加工的加工效率和加工質量，改制了一種外圓弧刀具，從而有效的提升了圓弧加工的加工效率，并避免了應用刨床磨削成型圓弧刀進行圓弧加工時所存在的振紋缺陷。

1 應用成型圓弧刀進行圓弧加工時所存在的缺陷

機械加工中經常遇到如圖1 所示外圓弧面的加工，這種外圓弧面加工不論是對型面精度和位置精度有要求較高。在采用刨床磨削成型圓弧刀作為主刀具進行機械加工時，存在著用時較長且加工完成后外圓弧面有振紋的缺陷。

標準外圓弧銑刀其結構形式如圖1 所示, 外圓弧銑刀上用于切削的刀具部分圓弧弧度都相一致，應用外圓弧銑刀對直角、銳角相交處的圓弧進行外圓弧加工時比較方便,且加工效率和加工精度都較高. 但是在圖1 中所所示的R15 相接處的直線夾角為鈍角（115°），在應用外圓弧銑刀進行外圓弧加工時加工中切削刃與斜邊會有干涉。如圖1 中所示陰影部分。

為避免在外圓弧面加工時再次出現上述缺陷，提高外圓弧面的加工質量更改了加工刀具的結構形式與相關參數，從而形成新型刀具。將改制的外圓弧成型刀具應用在在立式銑床上進行外圓弧加工時，成功的完成此類零件的加工，不論是外圓弧零件的加工效率還是加工質量都有著極大的提高。

圖1 應用成型圓弧刀進行圓弧加工時所存在的缺陷

根據上述分析,為加工非標準圓角,可以通過對外圓弧銑刀進行一定的改制, 根據所需要加工的外圓弧的參數磨出相應的圓弧刃部分，修去外圓弧銑刀加工中所存在的干涉部分，即可以加工出所需要的非標外圓弧面。

2 外圓弧刀的磨削修改

結合加工所需在新的外圓弧刀的磨削制備上將以滿足R15外圓弧角的加工所需進行外圓弧刀的制備。由于外圓弧較大，標準的外圓弧刀刀加工時將會產生一定的干涉從而影響外圓弧的加工效果。改制外圓弧刀用以滿足加工所需。

新制備的外圓弧刀將選用直徑為φ34 鉆頭進行改制，由于鉆頭自身僅具有2 個切削刃，加工較為方便，加之鉆頭的材質較易磨削，因此選用直徑為φ34 鉆頭進行外圓弧刀改制時效率和經濟性都較高。具有較高的可操作性和實用性。

在對鉆頭進行磨削加工時首先使用磨削砂輪將鉆頭切削刃的一半磨削成45°，待到磨削完成后檢查磨削效果，將磨削偏差控制在一定的誤差范圍內。而后在此基礎上將鉆頭的切削刃磨成R15 圓弧刃，完成對于外圓弧刀的粗磨，在大致磨削完成后使用精銑砂輪對外圓弧刀進行精細磨。對于鉆頭的另一半則將其磨削成過渡曲線，鉆頭另一半的切削刃磨削時需要注意確保過度曲線在圓弧刃旋轉軌跡以內，用以避免外圓弧刀在加工過程中產生干涉。新制備的外圓弧刀如圖2 所示。綠色部分為圓弧刃及其旋轉軌跡，注意圓弧刃的最低點A 點不能過刀具的旋轉中心。圖2 右側部分是實際磨制成型的外圓弧刀。外圓弧刀進行加工時平放工件裝夾，改制后的外圓弧刀加工將以鉆頭為基材，利用裝夾夾具及相應的砂輪進行磨削加工，成功加工出加工所需的R15 圓弧面外圓弧刀，僅用時約二十分鐘。所制備出的外圓弧刀完全滿足機械加工的需要。

圖2 新型外圓弧刀

3 外圓弧刀磨削加工時所需要注意的要點

3.1 磨削前的準備工作

對圓弧砂輪進行相應的修磨，新制備的外圓弧刀R 圓弧將在外圓磨床上使用成形磨削法進行加工，外圓弧刀圓弧半徑精度將主要依靠圓弧砂輪的圓弧修整精度進行保證。良好的砂輪精度是外圓弧刀磨削制備精度的重要保證。磨削砂輪的修磨將采用金剛石筆進行，應選用單晶或是聚晶的金剛石顆粒，經銅焊接而成的金剛石筆。焊接時應保證金剛石一個尖端朝外部以便于修整砂輪能夠修整出一個尖銳的銳角，提高砂輪的修整精度。將修整好后的金剛石筆固定在調整支架上，待到調整好距離后對金剛石筆進行固定。

將固定好的金剛石筆及其支架安裝在外圓磨主軸上，金剛石筆支架與工作臺整體呈豎直狀態。在修整砂輪時控制金剛石筆與砂輪的相對位置，通過對支架進行調整完成對于砂輪的修整。需要注意的是，調整支架的過程中需要平穩、均勻的進行振動，確保修整后的砂輪表面圓弧滿足需求，且表面平整。

在完成對于砂輪的修整后，需要注意做好鉆頭的選取。選取的鉆頭需要進行硬度檢測，確保鉆頭的硬度和各項尺寸都滿足要求。避免因材質問題影響外圓弧刀的制備效果。

3.2 外圓弧刀的磨削加工注意要點

在完成了圓弧砂輪的制備后，既可開始完成外圓弧刀的制備。磨削過程中需要勻速靠近鉆頭，首先進行粗磨，待到磨削到一定的深度后進行相應的檢測，確保粗磨符合要求。而后使用砂輪進行精磨，磨削過程中采用乳化液進行冷卻，并注意控制圓弧砂輪的進給速度，最大限度的保證鉆頭外圓弧刀的磨削精度。

3.3 外圓弧刀的后續處理

在完成了對于外圓弧刀的磨削加工后，需要對磨削完成的外圓弧刀進行一定的后續處理，通過對外圓弧刀刀刃處進行滲碳、滲氮處理，增強外圓弧刀刀刃的硬度和韌性，使其在外圓弧的切削加工時具有良好的性能。

外圓弧加工是機械加工中經常遇見的一種加工結構，做好外圓弧的加工對于提高工件的加工質量與加工效率是十分重要且必要的。標準的外圓弧刀在應對一些特殊尺寸的外圓弧時將存在一些問題，由于標準外圓弧刀的參數限制致使其在進行外圓弧加工時容易出現干涉問題。為解決這一問題，以便在外圓弧加工時能夠取得良好的外圓弧加工效果，可以通過對標準外圓弧刀進行一定的改制，通過重新設定外圓弧刀的參數并制備，制造出一種符合施加機械加工所需的外圓弧刀。本文在分析標準外圓弧刀所存在的一些不足的基礎上對如何做好外圓弧刀的改制進行了分些介紹，并就外圓弧刀改制過程中所需要注意的一些問題進行了分析討論。以鉆頭為主體對新型外圓弧刀進行了試制，新型外圓弧刀制備在采用圓弧砂輪磨削時耗時較短且磨削效果較好。完全滿足了外圓弧加工所需，不僅加工耗時較少且加工后的外圓弧面加工精度較高。