可转位机夹切槽刀的设计

谢太航

摘 要：文章在分析切槽的特点和对刀具要求的基础上，阐述了可转位机夹切槽刀具设计的结构与要点，并说明了刀具设计对提高切削加工效率的作用。

关键词：切槽加工 可转位机夹切槽刀 结构 设计

外沟槽是机械零件中最常见的工艺结构，其应用广泛，主要作用是连接、限位、退刀、储油等。图1所示就是有较多外沟槽结构的零件。在加工外沟槽时，由于切槽刀的工作条件恶劣，严重影响了切槽刀的使用寿命。在生产过程中，还要经常卸刀、刃磨、装刀、对刀，而刃磨过后的刀宽又会不同，必须修改程序，造成生产效率不高、生产成本增加。因此，为了提高刀具使用寿命，笔者分析切槽加工的特点，提出对刀具的具体要求，探讨采用可转位机夹切槽刀刀具的设计方法。

图1

一、切槽加工的特点

切槽刀磨损严重的原因主要是由切槽加工的特点所决定的，切槽加工有以下几个特点。一是切屑变形大。在切削加工时，切槽刀由一条主切削刃、两条副切削刃和两个刀尖同时参加切削工作，而且切屑排出时还要受到切槽两侧的摩擦与挤压。二是切削力较大。由于切屑变形大，在相同切削用量下，切槽加工与一般外圆车削加工相比，切削力增大20%～25%。三是切削热比较集中。在切槽加工时，切削刃处于半封闭状态下工作，周围被工件与切屑包围，加之切槽刀散热面积小，使变形热、摩擦热不易传出，造成切削温度较高，且集中在切削刃处，因此加剧了刀具的磨损。四是排屑困难。切屑在狭窄的切槽内排出时，受切槽两侧较大的摩擦阻力影响，而且碎断的切屑还可能卡塞在切槽内引起振动，因此造成排屑困难或损坏刀具。五是刀具刚性差。切槽刀的刀头狭长、刚性较差、易振动。

二、切槽加工对刀具的要求

一是刀具要具有耐高温性能。其有效方法是为刀具增加耐高温涂层。涂层在切削过程中，在刀具与切屑之间增加了一道力和热的隔离层，可阻止热量传递到刀具基体。

二是要尽可能减小切屑和刀具之间的摩擦系数。为减小切屑和刀具之间的摩擦系数，较有效的方法是进行刀具表面涂层，并设计有利于减小摩擦的刀具结构。

三是刀具要有快速排屑的结构。可以采用反切法使切屑较顺利地排出，使传入工件和刀具的热量大大减小，从而保证工件的加工质量和刀具寿命。

四是刀具要有较高的强度和耐冲击韧性。

三、可转位机夹切槽刀设计的结构与要点

1.可转位机夹切槽刀的结构（图2）

图2 可转位机夹切槽刀的结构

1.刀体 2.锯片铣刀 3.压紧螺栓 4.螺钉 5.螺母 6.橡胶垫圈

2.可转位机夹切槽刀设计的要点

一是锯片铣刀的齿数一般都是偶数，可以将螺钉的定位面设计在切削刀齿与刀片中心的同一平面，这样符合基准统一、基准重合的要求，有利于加工制造。

二是螺钉定位面向下，让刀齿朝向在逆时针的方向装夹，为反切刀。反切削方式不容易振动，排屑顺利。螺钉定位面向上，让刀齿朝向在顺时针方向装夹，则为正切刀。

三是在切削不同材料时要采用不同的刀具几何角度。将螺钉与刀片的中心距设计成略大于刀片的半径尺寸，当转动螺钉一定的角度时，刀片装夹后切削刃的前后角也将改变，即可调整为正确的刀具前角。

四是采用橡胶垫圈增大摩擦力，这样使刀具能够承受较大的切削力与冲击力，提高刀具的强度和耐冲击韧性。

我们在生产加工中应用可转位机夹切槽刀，减少了很多辅助时间，满足了加工要求，大大提高了生产效率，学生从中学习到了很多刀具知识、材料知识及设计知识。而且学生还想到，对于加工各种形状的外沟槽，如V形槽、圆弧槽、车螺纹等，只要更换对应形状的刀片，即可实现。

（作者单位：广东省工业高级技工学校）