专用端面槽锪刀的设计及制造

■ 河南一工专用刀具有限公司 （河南新乡 453002） 葛建华

1. 专用端面槽锪刀的设计

用户提供一工件样品如图1所示，要求按样品来制造所需的专用端面槽成形刀具来提高加工效率。该工件为一端盖，材料为38CrSi，热处理后调质硬度为26～30HRC。该端盖端面槽原工艺是在车床上先用普通端面直槽车刀进行粗车，然后用刃尖为R1.5mm的成形车刀经多次精车制成。由于端面直槽车刀的几何形状是外圆车刀与内孔车刀的综合，其副后刀面的圆弧半径R必须小于端面直槽的大圆弧半径，以避免左副后刀面与工件端面槽孔壁相碰，因此当圆弧较小时车刀强度较低，且端面槽尺寸也不易保证，这样就造成了加工时间长，容易产生废品。同时，操作者劳动强度大，每班仅能生产12个左右。为此，用户提出希望能够设计专用端面槽成形刀具，在保证加工要求的前提下提高生产效率。

经分析，该工件的端面槽较宽，这将使加工时切削力大，再加上刀具强度等因素，最终选用端面槽锪刀来进行加工。另外，考虑到如果用一把锪刀加工，切削力较大，容易造成端盖装夹松动，而且端面槽形比较复杂，锪刀的制造难度相对较大。因此采用两把锪刀进行配合，分别加工该工件端面槽的内外侧，更好地解决了切削力大、锪刀制造难度大的问题。

图1 工件样品

端面槽内侧的锪刀加工示意如图2所示，该锪刀主要加工端面槽内侧面，并去除端面槽内大部分的加工余量，为第二把锪刀的加工做好准备。图3为端面槽外侧的锪刀加工示意，用来加工端面槽外侧面及内沟槽、槽口倒角。两把锪刀均采用莫氏4号锥柄，这样与车床尾座连接方便、定位准确。两把锪刀均采用钎焊硬质合金刀片结构制造，刀体采用合金结构钢40Cr制造，热处理后硬度保持为40～45HRC。硬质合金刀片牌号的选择比较关键，关系到刀具耐用度问题，由于工件材料为合金结构钢38CrSi，调质硬度为26～30HRC，较难加工，因此可选用国际ISO牌号为M20的硬质合金刀片，国产对应的硬质合金刀片可选用牌号YS2T，其硬度为91.5HRA，抗弯强度为2.2GPa，综合性能很好，适合加工高锰钢、合金钢等。

2. 专用端面槽锪刀的制造

端面槽锪刀的制造应注意以下几点：

1）容屑槽槽深不易过深，这样可增加刀体刀齿强度。

2）由于刀具切削力较大，硬质合金刀片厚度不应选太小，其厚度应≥4mm。

3）锪刀前刃偏距－0.5～0mm，不可为正，这样可增加刀片强度；端齿前角选为5°，不易过大，以避免刀片崩刃情况；端齿后角为5°，并留有0.05mm的刃带，可有效地保护刃尖；外侧副偏角为0.5°，后角为10°，并留有0.5mm的圆柱刃带，可有效保证尺寸精度；内侧副偏角为0.5°，后角为5°，并留有0.2mm的圆柱刃带。

4）硬质合金刀片在钎焊前，应先在线切割上切出外形轮廓，单边留有0.5mm余量。

5）在钎焊硬质合金刀片时，要注意高频炉的加热温度，不易过高，同时焊完硬质合金刀片后，要将锪刀放入专用的保温炉中进行保温并随炉缓冷，以避免硬质合金刀片由于焊后温度下降过快，造成出现裂纹等缺陷。

图2 端面槽内侧的锪刀加工示意

图3 端面槽外侧的锪刀加工示意

6）锪刀在磨制过程中，要注意磨削量不易过大，以避免磨削温度过高，造成硬质合金刀片出现裂纹。同时，锪刀的前刃面表面粗糙度值Ra≤0.4μm，可有效提高刀具的使用寿命。

3. 使用效果

锪刀经用户使用，每班可加工50个工件，操作时仅需用车床尾座进给，控制好进给深度即可，大幅降低了劳动强度。

4. 结语

在加工较复杂的端面槽形时，可优先设计制造专用端面槽锪刀，其加工精度完全能够保证产品的加工要求，并且大幅缩短加工时间，提高生产效率。