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铣刀 |
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机夹刀具的单螺钉防松楔紧和防松微调结构 |
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1 前言
在机械加工行业中，刀具结构已进入机夹可转位刀具发展时代，但目前所使用的机夹刀具夹持刀片结构和刀片调整结构较为复杂，刀具制造也很困难，而且由于结构原因，能安排的刀齿数量较少，实际使用中操作不便，切削效率难以提高。
2 单螺钉防松楔紧结构
现行的机夹刀具中的机夹结构多采用杠杆式、压板式或单螺钉楔块压紧式结构。这几种结构由于在刀体上所需占用的空间位置较大，使得可排布的刀片数量较少。目前“特密齿可转位铣刀”所采用的半压块结构，其齿数系数（ζ=z/D）也只达到0.12,要再提高刀片排布密度，目前的各种机夹结构是无法实现的，而单螺钉防松楔紧结构却能达到这一目的。
如图1所示，一个锥形螺钉2用弹性材料制造，并在螺纹段沿轴线方向过中心开出0.1mm宽的十字槽，在螺钉下旋过程中，靠刀体1锥面与螺钉锥面的相互作用，逐步楔紧刀片3。螺钉、刀体、刀片之间的楔紧力、弹性力和摩擦力，在刀具的加工过程中可很好地防止由振动引起的刀片松动。这种结构所占用刀体上空间位置很小，因此可安排更多的刀齿。用这种结构设计制造的端铣刀，其齿数系数可达0.2,是目前齿数最密的机夹端铣刀。
图1
3 单螺钉防松微调结构
装配后的多刀片圆周刃径向跳动等都有位置精度要求，必须对刀片的相对尺寸进行精确调整，一般精加工要求刀片的位置公差不大于0.015mm。现行的机夹刀具中所采用的调整结构主要有活动支承块式、斜块式、偏心销式等几类，这几种调整结构均需两个或两个以上的零件。由于结构较为复杂、环节多，使调整麻烦，且稳定性较差，而单螺钉防松微调结构相对以上几种结构就方便稳定得多。
如图2所示，锥形螺钉1用弹性材料制造，螺纹段沿轴线方向过中心开出0.1mm宽的十字槽。在螺钉下旋过程中，螺钉锥面与本体锥面相互作用，使螺钉向刀片方向逐渐偏移，并推动刀片移动，从而达到调整刀片的目的。偏移量大小可根据不同需要来设计，一般螺钉每转一圈的偏移量定为0.1mm较为合适，这样可得到较精确的刀具调整精度。通过对螺钉的处理，可使螺钉与本体螺纹孔始终是弹性配合，能很好地消除螺纹间隙，并能很好地防止在加工过程中由振动可能引起的螺钉松动。螺钉旋到任何一个位置都是相对稳定的、自锁的。由于只需一个螺钉就能实现调整刀片，所以操作十分方便、快捷。
图2
图3为夹紧调整部分相对关系示意图。
图3
4 实例
以此结构f200端铣刀为例，现行机夹结构在f200端铣刀上最多只能安排24齿，而采用单螺钉防松楔紧结构可安排40齿，可提高切削效率0.8倍。现行调整结构如调整到刀片端跳0.015mm,熟练的调整工调整24齿需0.5工时，而采用单螺钉防松微调结构，调整40齿，普通调整工只需0.5工时，相对提高工效0.8倍。在机床X52K上选用f200此结构端铣刀加工节温器室(HT200)，刀片材料选用YG8,加工余量为4mm,机床转速为235r/min,走刀量选择0.005f0.002/0.002/750mm/min,加工很轻松。通过一批零件的试加工证明，刀具夹持、调整部分结构性能稳定，加工质量好，零件表面粗糙度达Ra1.6。
5 结论
单螺钉防松楔紧结构和单螺钉防松微调结构相对原有的机夹刀具结构有较大的优越性，有助于今后机夹刀具的发展，它的适用性较广，可用于各种铣刀、孔加工刀具、拉刀等刀具的机夹结构上，尤其适合尺寸较小的机夹刀具。
此结构设计已获国家专利(专利号为98235825.3)。
东风实业开发公司发动机厂 程琦(end)
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(12/2/2006) |
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