新型环槽精车刀应用

(整期优先)网络出版时间:2019-08-18
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新型环槽精车刀应用

刘涛张涛

西安双特智能传动有限公司

摘要:随着环槽粗糙度要求越来越高,需要使用新型精车刀来达到要求。通过不同环槽精车刀杆和刀片的试验结果,研究新型刀具的可行性。

关键词:环槽复合刀杆粗糙度修光刃

球铁零件的环槽一般与活塞进行配合,需要时活塞会在高压油的作用下沿着环槽往复运动,随着机械制造业的不断发展,对环槽的粗糙度要求也越来越高,由于环槽宽度仅有20-25mm,普通车刀无法进入其中进行切削。这就需要根据环槽形状来设计非标的精车刀具来进行精车。不同的环槽车刀可达到不同的粗糙度,但是,设计合理的环槽车刀在达到更高的粗糙度要求的同时,还能相比其它的车刀降低刀具成本。包装活塞在往复运动时对高压油的密封效果。

一、工件要求

工件材料为QT450,环槽内圆(大圆)直径要求为φ237.9±0.05mm,外圆(小圆)直径要求为φ280±0.05mm,两个圆粗糙度要求均为Ra0.8,要求为同心圆纹路。形状如图1所示。

图1图二

二、非标刀杆设计及刀片选用

因为环槽较窄,去掉精车加工余量后槽宽为20.75mm,精车刀的设计难点为要保证刀杆进行环槽进行车削不干涉,还要保证足够的刚性,否则会产生振刀,难以保证粗糙度要求。

对于刀杆要进入环槽车削,需要将刀杆车削部位设计成端面为19mm宽的圆弧形状,如图2所示,而且圆弧要保证足够长,否则造成刀杆刚性低,进而抗疲劳性能降低,容易折弯和振刀。图二所选用的刀片为TCMT120408形式的刀片,2个刀尖处于同一个水平位置,分别用来加工内圆(大圆)和外圆(小圆),但是这种布置结构的车刀有以下3个缺点:1)TCMT120408刀片有三个刀尖,当2个切削的刀尖磨损后,第3个刀尖无法利用,会造成浪费,2)加工后的粗糙度在Ra1.2以上,对于要求Ra0.8的工件,无法达到其粗糙度要求,3)此刀片价格较高。

为了解决粗糙度的问题,需要用到修光刃刀片,那么图2所示的刀具方案无法CNMG形式的修光刃刀片,但是将刀片安装槽改为CNMG形式后,无法同时加工内、外圆(刀塔排刀问题导致不能增加刀具),研究分析后,提出了图3所示的改良型环槽精车刀,安装2片CNMG06208的刀片,分别负责加工内、外圆,两个刀片高度相差1mm,防止底面干涉。

图3

三、加工数据对比:

1、表1列出了两种刀具在刀片价格、加工寿命、所能达到的表面粗糙度等方面的对比数据。

表1两种刀具各项对比

四、总结

图3所示改进后的刀具相比图2所示刀具的优势在于以下3点:

①可加工环槽粗糙度要求更高的工件;

②由于内外圆各用一个刀片,解决了剩余刀尖不能利用的问题,降低了刀片使用成本;

③使用更小的硬质合金刀片,刀片单件也降低了;

④加工环槽粗糙度要求为Ra2的工件,图3所示刀具相比图2所示刀具加工寿命更长,降低了单件刀片消耗,进而降低了单件加工成本。

⑤相比方案2刀具,进给可以从0.07mm/r增加到0.12mm/r,提升了加工效率

综上所述:通过计算刀片成本、设备折旧及人工成本后,单件可降低成本约3.05+12.06=15.11元,成本优势明显。

参考文献

【1】崔恒泰,刘蒲生等。球墨铸铁环槽工艺的研究[J].1991.5

【2】王仁伟,何玲.环槽车削加工工艺参数优化[J].组合机床与自动化加工技术.2016

【3】山特维克可乐满车削刀具样本.ABSandvikCoromant.2017