安裝車刀時(shí)可調(diào)墊片的設(shè)計(jì)與使用

張紅梅

佛山市三水區(qū)理工(技工)學(xué)校 廣東 佛山 528100

引言

在使用普通車床或數(shù)控車床加工零件的過程中，經(jīng)常需要更換不同類型的車刀，而不同類型車刀的刀尖高度會(huì)有所不同。而在車床上安裝車刀時(shí)，要求車刀的刀尖與車床主軸的回轉(zhuǎn)中心保持在同一水平高度，經(jīng)常需要使用墊片來調(diào)整，使刀尖的高度符合要求，一般的做法是將不同厚度的鐵片疊加起來使用，但這種對(duì)刀方法存在一定的缺點(diǎn)：

1.零件加工過程中，在安裝車刀時(shí)，其刀尖高度都必須嚴(yán)格對(duì)準(zhǔn)車床主軸的回轉(zhuǎn)中心。如果車刀的中心高度不準(zhǔn)確將直接影響到工件的加工質(zhì)量，甚至?xí)管嚨妒軗p，導(dǎo)致車削難以順利進(jìn)行，從而影響加工質(zhì)量和效率。

2.每件普通鐵片的厚度都不一樣，疊加組合起來得到的高度不一定是所需要的高度，需要不斷地更換鐵片來調(diào)整，從而浪費(fèi)大量的時(shí)間。

3.普通墊片一般由邊角料或普通鐵片疊加而成，沒有通過調(diào)質(zhì)處理，機(jī)械綜合性能差，使用時(shí)間長(zhǎng)會(huì)變形而導(dǎo)致不平整，并產(chǎn)生間隙。而這些間隙會(huì)使墊片在受到較大切削力時(shí)發(fā)生彈性變形，從而導(dǎo)致刀尖高度不停地發(fā)生改變，嚴(yán)重影響到工件的加工質(zhì)量。

因此設(shè)計(jì)并制作了斜面自鎖可調(diào)墊片和階梯可調(diào)墊片。通過使用這兩種可調(diào)墊片能方便地保證車刀刀尖的中心高，減少疊加鐵片的輔助時(shí)間，改善其綜合性能，從而提高車削加工的質(zhì)量和效率。

一、基本原理

1.斜面自鎖可調(diào)墊片的基本原理：斜面自鎖可調(diào)墊片通過上下兩斜塊的左右相對(duì)移動(dòng)，從而使得安裝在墊片上的車刀高度發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)車刀刀尖的高度在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整，便可以方便準(zhǔn)確地調(diào)整車刀刀尖所需的高度。同時(shí)，根據(jù)斜面自鎖原理，只要斜面(鋼與鋼)的傾角α≤8.53°，上斜塊就會(huì)產(chǎn)生自鎖，保證它無論受到多大的鉛垂力F(車刀的壓力)也不會(huì)發(fā)生下滑，因而車刀也會(huì)一直保持穩(wěn)定，使車削加工能順利進(jìn)行。

2.階梯可調(diào)墊片的基本原理：階梯可調(diào)墊片的原理是通過調(diào)整上階梯與下階梯配合的階梯數(shù)量，可讓階梯可調(diào)墊片的高度H發(fā)生變化(調(diào)高后得H1或者調(diào)低后得H2)，使得安裝在墊片上的車刀高度發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)車刀刀尖高度達(dá)到主軸回轉(zhuǎn)中心的高度。

二、特點(diǎn)

1.斜面自鎖可調(diào)墊片：斜面自鎖可調(diào)墊片能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)整，并能產(chǎn)生自鎖，但不能承受較大的沖擊力，適用于車刀安裝精度要求高，車削力比較均勻的場(chǎng)合。

2.階梯可調(diào)墊片：階梯可調(diào)墊片的可調(diào)精度與每個(gè)階梯的高度有關(guān)，每調(diào)整一個(gè)階梯只能實(shí)現(xiàn)車刀上升或下降一個(gè)階梯的高度，與斜面自鎖可調(diào)墊片相比，階梯可調(diào)墊片不能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)整，但該墊片能承受較大的切削力，適用于車刀的中心高精度要求不高，受力較大的場(chǎng)合。

三、實(shí)際應(yīng)用(以數(shù)控車床為例)

我校數(shù)控車床的主軸中心高是25mm，在日常教學(xué)中，一般使用高度為14mm的白鋼車刀，若要使車刀刀尖高度與主軸中心高25mm平齊，便要將車刀墊高11mm。但白鋼刀需要經(jīng)過磨削后才能使用，而在磨削過程中會(huì)使得刀尖高度≤14mm，所以我制作的可調(diào)墊片是以11mm為基準(zhǔn)高度。

左圖為斜面自鎖可調(diào)墊片，斜面傾角α=5.71°<8.53°，能產(chǎn)生自鎖；右圖為階梯可調(diào)墊片，可調(diào)精度為0.2mm。在保證不影響車刀安裝的情況下(墊片伸出長(zhǎng)度不能超過刀尖伸出長(zhǎng)度，車刀伸出長(zhǎng)度一般為20mm左右)，能實(shí)現(xiàn)墊片在10mm～13mm范圍內(nèi)調(diào)整其高度，進(jìn)而可以方便地調(diào)整車刀刀尖的中心高度，滿足了實(shí)際的使用要求。同理，可根據(jù)不同的車刀刀尖高度以及不同的精度要求，利用線切割機(jī)制作出不同高度的可調(diào)墊片來與對(duì)應(yīng)的車刀進(jìn)行配合使用。

a)斜面自鎖可調(diào)墊片 b)階梯可調(diào)墊片

四、可調(diào)墊片的調(diào)質(zhì)處理

可調(diào)墊片是利用45號(hào)鋼來制造的，但在試用過程中發(fā)現(xiàn)墊片容易發(fā)生變形而影響正常使用。為了提高可調(diào)墊片的綜合性能，使其可以更耐用和實(shí)用，于是對(duì)可調(diào)墊片進(jìn)行了調(diào)質(zhì)處理：先將墊片放進(jìn)熱處理爐中加熱至大約840℃后進(jìn)行淬火，然后再重新回爐加熱至大約600℃后進(jìn)行高溫回火，便得到回火索氏體組織，使可調(diào)墊片獲得了強(qiáng)度、硬度和塑性、韌性都相互配合得較好的綜合機(jī)械性能，從而大大提高了可調(diào)墊片在使用過程中的穩(wěn)定性和耐用性。

五、結(jié)束語

通過對(duì)可調(diào)墊片的使用與實(shí)踐證明，可調(diào)墊片在使用過程中，大大節(jié)約了加工時(shí)安裝車刀的輔助時(shí)間，提高了車削加工的效率，同時(shí)也能保證加工質(zhì)量。另外這兩種可調(diào)墊片的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理，操作方便，高低調(diào)整便捷、準(zhǔn)確，獲得了老師們和同學(xué)們的認(rèn)可。