專利名稱：可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具涉及金屬切削工具。
現(xiàn)有采用條狀刀片設(shè)計的定前角機(jī)夾車刀是根據(jù)具體加工條件事先確定刀片水平安裝角，并按選定的車刀前角、主、副偏角、主、副后角，計算出車刀刃傾角、刀槽及刀片刃磨派生角。這種刀槽，當(dāng)?shù)镀瑠A固在刀桿上后，才能獲得一種選定的車刀角度。而現(xiàn)有條狀刀片因受水平安裝角的影響，不但刀頭寬大，車刀合理的前角無法得到滿足，刀片夾固不牢靠，在實際生產(chǎn)中既不宜加工小直徑工件，更不能加工大直徑工件或進(jìn)行大的切削用量加工，還要操作者將刀片開出斷屑槽，既影響刀片的使用壽命和切削性能，又增加了工人的勞動強(qiáng)度，而且刀具斷屑效果不佳，刀片的利用率只為30%左右，因此，很難推廣應(yīng)用。
又如曾經(jīng)被作為我國新技術(shù)重點推廣的不重磨(可轉(zhuǎn)位)刀具，也因受其刀片、刀體自身結(jié)構(gòu)的限制而導(dǎo)致刀片利用率過低，斷屑范圍較窄，以及復(fù)磨刀片條件苛求等因素的影響，使它的推廣應(yīng)用也很困難，所以直到現(xiàn)在，幾乎絕大多數(shù)車床所采用的硬質(zhì)合金車刀，還停留在焊接式車刀的水平上。
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而向社會提供一種刀片利用率高、切削輕快、排屑流暢，斷屑(卷屑)可靠，操作簡易、通用性好，刀具結(jié)構(gòu)緊湊，消耗費用可成倍降低的可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具的設(shè)計原理是根據(jù)機(jī)夾車刀、刀槽幾何參數(shù)和刀片刃磨角這三套角度之間的關(guān)系，將可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾車刀的刀桿刀槽角度γpg和γfg選為定值，另外，車刀主偏角Kr、副偏角Kr′、主后角αo、副后角αo′是根據(jù)加工要求預(yù)先確定下來的，而且γpg＝γp、γfg＝γf，因此該車刀的已知角度是γp、γf、Kr、Kr′、αo、αo′。根據(jù)已知車刀角度中的γp、γf、Kr即可求得車刀的前角γo和刃傾角λs。由于車刀角度是刀片刃磨角度與刀槽角度結(jié)合后的派生角，所以，為了使刀片安裝到刀槽后，能滿足車刀角度中的已知條件Kr、Kr′、αo、αo′的要求，還要計算出刀片刃磨角主偏角Krt、副偏角Krt′、主后角αot、副后角αot′。即求介角度有車刀前角γo、刃傾角λs、刀片刃磨角Krt、Krt′、αot、αot′?？赏ㄟ^有關(guān)公式和公式轉(zhuǎn)換求得。
可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具由刀桿、刀片、墊片、擋屑板、壓緊螺釘、定位塊、調(diào)整螺桿構(gòu)成。在刀桿一側(cè)開有縱向貫穿的U形刀槽，刀槽的上、下兩面平行，用以夾固重疊安裝的擋屑板、刀片、墊片。針對刀槽前半部的另一側(cè)開有與刀槽平行且開通并將其分成上、下兩部分的彈性槽，車刀對刀片的夾緊力就是通過刀桿的彈性變形獲得的。
刀片是不開斷屑槽、已具有主、副偏角和主、副后角的條狀刀片，刀片前角γot＝0°，刃傾角λst＝0°，且上、下兩面平行，當(dāng)?shù)恫劢嵌圈胮g和γfg及車刀角度Kr、Kr′、αo、αo′確定后，即可計算出車刀前角γo和刃傾角λs以及刀片刃磨角度Krt、Krt′、αot、αot′。刀具的刀尖復(fù)位通過調(diào)整螺桿來達(dá)到，連接調(diào)整螺桿的定位塊被固定在刀槽中。根據(jù)不同的金加工條件，通過改變刀片的主偏角和主后角，可以得到較合理的車刀前角和刃傾角。
刀片上、下的擋屑板和墊片，用來保護(hù)刀槽和調(diào)整刀片在刀槽內(nèi)的間隙。根據(jù)不同的加工條件，將擋屑板前端磨成能和刀片前面主刃組成不同的槽寬和槽形的斷屑槽，可獲得良好的斷屑(卷屑)效果。
本機(jī)夾車刀的前角和刃傾角是刀片刃磨角度夾固在刀槽內(nèi)后的派生角，在刀槽角度決定后，刀片主偏角的大小是影響機(jī)夾車刀前角和刃傾角的唯一參數(shù)。如果以刀槽主偏角為60°的刀桿作為通用刀桿，可以根據(jù)具體加工情況改磨刀片主偏角的大小(45°～75°)，從而獲得與主偏角相適應(yīng)的車刀前角和刃傾角，以滿足多種加工條件的需要。
根據(jù)此機(jī)夾刀具的刀片定位方法和重磨結(jié)構(gòu)，通過改變刀片外形和刀桿槽形，也可以制造主偏角90°左右的機(jī)夾外圓偏刀和機(jī)夾外螺紋車刀以及各種左刀。
按照本發(fā)明設(shè)計的可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具，可以調(diào)節(jié)刀片刀尖復(fù)位;可以根據(jù)不同的加工條件改變刀片的主偏角和主后角，以達(dá)到所須車刀的前角和刃傾角;還可以通過調(diào)節(jié)或修磨擋屑板，得到多種槽形和槽寬，以獲得良好的斷屑或卷屑效果，而且刀片不須刃磨斷屑槽，避免了因磨斷屑槽而帶來的對使用壽命的影響，刀具切削性能好，操作者調(diào)整方便，使用靈活，既可加工小直徑工件又可以加工大直徑工件(如φ100毫米的粗加工)和大用量切削，刀片利用率可達(dá)70%左右。該機(jī)夾外圓車刀還具有通用程度高的特點，用一把主偏角為60°的刀桿作為通用刀桿，只要通過改磨刀片主后面和主偏角，便可使機(jī)夾外圓車刀獲得較合理的前角和刃傾角，具有一桿多用的功能。
本發(fā)明有下列附圖。


圖1為本發(fā)明實施例之一-機(jī)夾外圓車刀結(jié)構(gòu)圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3為圖1的A-A剖視圖。
圖4為機(jī)夾外圓車刀中的刀桿結(jié)構(gòu)圖。
圖5為圖4的俯視圖。
圖6為圖4的A-A剖視圖。
圖7為機(jī)夾外圓車刀中的刀片結(jié)構(gòu)圖。
圖8為本發(fā)明實施例之二-機(jī)夾外圓偏刀結(jié)構(gòu)圖。
圖9為圖8的俯視圖。
圖10為圖8的A-A剖視圖。
圖11為機(jī)夾外圓偏刀中的刀桿結(jié)構(gòu)圖。
圖12為圖11的俯視圖。
圖13為圖12的A-A剖視圖。
圖14為機(jī)夾外圓偏刀中的刀片結(jié)構(gòu)圖。
圖15為本發(fā)明實施例之三-機(jī)夾外螺紋車刀結(jié)構(gòu)圖。
圖16為圖15的俯視圖。
圖17為圖15的A-A剖視圖。
圖18為機(jī)夾外螺紋車刀中的刀桿結(jié)構(gòu)圖。
圖19為圖18的俯視圖。
圖20為圖18的A-A剖視圖。
圖21為機(jī)夾外螺紋車刀中的刀片結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖實施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
參照圖1-圖21可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具的刀桿材料由45號鋼或40Cr鋼制造，刀桿一側(cè)開有縱向貫穿、上、下兩面平行的U形刀槽，針對刀槽前半部的另一側(cè)開有與其平行且開通并分成上、下兩部分的彈性槽，彈性槽的寬度約為2毫米。擋屑板、刀片、墊片重疊安裝在刀槽中，其三者厚度之和應(yīng)略小于刀槽上、下面間的距離，使刀片處在不受夾緊力時能在刀槽內(nèi)靈活調(diào)節(jié)，又確保刀片不致因前、后兩端同時受壓而被折斷。擋屑板、刀片、墊片在刀槽中的緊固是通過壓緊螺釘促使刀桿彈性變形而獲得，當(dāng)?shù)毒弑粖A在車床刀架后，刀架上的螺釘將是夾固刀片的力的來源。
實施例之一是機(jī)夾外圓車刀(參照圖1-圖7)，由刀桿(1)、刀片(2)、墊片(3)、擋屑板(4)、定位塊(5)、調(diào)整螺桿(6)、壓緊螺釘(8)構(gòu)成。刀桿(1)之U型刀槽(9)的上、下兩面和槽底面是直線平面型的，刀片(2)在刀槽(9)內(nèi)的切深方向前角即平行刀槽中心線剖面中的刀槽底面前角(以下同)γp為大于0°～8°，刀桿(1)在刀槽(9)內(nèi)的進(jìn)給方向前角即垂直于刀槽中心線剖面中的刀槽底平面前角(以下同)γf為10°～25°，刀桿(1)的主偏角Krg＝30°～80°、副偏角Krg′＝8°～45°、主后角αog＝3°～10°、副后角αog′＝3°～10°，根據(jù)加工條件的區(qū)別預(yù)先加工成形。
實施例之二是刀桿(10)的主偏角Krg為85°～95°的機(jī)夾外圓偏刀(參照圖8-圖14)，由刀桿(10)、刀片(11)、墊片(12)、擋屑板(13)、定位塊(14)、調(diào)整螺桿(15)、壓緊螺釘(16)構(gòu)成。刀桿(10)之U型刀槽(18)上、下兩面是直線平面型的，槽底面是圓弧曲面和直線平面相切型的，刀片(11)在刀槽(18)內(nèi)的切深方向前角γp為0°，刀片(11)在刀槽(18)內(nèi)的進(jìn)給方向前角γf為10°～25°，刀桿(10)的副偏角Krg′＝8°～30°、主后角αog＝3°～10°、副后角αog′＝3°～10°，根據(jù)加工條件的區(qū)別預(yù)先加工成形。
實施例之三是機(jī)夾外螺紋車刀(參照圖15-圖21)，由刀桿(19)、刀片(20)、墊片(21)、擋屑板(22)、定位塊(23)、調(diào)整螺桿(24)、壓緊螺釘(25)構(gòu)成。刀桿(19)之U型刀槽(27)上、下兩面和槽底面是直線平面型的，刀片(20)在刀槽(27)內(nèi)的切深方向前角γp為大于0°～8°，刀片(20)在刀槽(27)內(nèi)的進(jìn)給方向前角γf為0°左右，刀桿(19)的刀尖角εrg＝30°～65°、主后角αog＝3°～10°、副后角αog′＝3°～10°，同樣是根據(jù)加工條件的區(qū)別預(yù)先加工成形。
上列三實施例中，若將刀槽(9)、(18)、(27)和對應(yīng)的彈性槽(7)、(17)、(26)的位置對調(diào)加工，刀桿(1)、(10)、(19)外形同樣反向加工，即成左刀。
三實施例中的刀片(2)、(11)、(20)材料可以是硬質(zhì)合金刀片或高速鋼刀片，都是不開斷屑槽、并已具有主、副偏角和主、副后角的成形條狀刀片，其前角γot＝0°，刃傾角λst＝0°，且上、下兩面平行。按功能分外圓車刀刀片(2)(圖7)、外圓偏刀刀片(11)(圖14)、外螺紋車刀刀片(20)(圖21)三種。刀片(2)、(11)、(20)的一側(cè)面與相應(yīng)刀槽(9)、(18)、(27)的底面必須吻合接觸，因此必須按刀槽(9)、(18)、(27)底面形狀加工，即外圓車刀、外螺紋車刀的刀片(2)、(20)的吻合面是直線平面，外圓偏刀的刀片(11)的吻合面是圓弧曲面。
刀片(2)、(11)、(20)上的Krt、Krt′、αot、αot′，尾部的斜面斜角為0°～35°以及外圓車刀、外圓偏刀主刃方向一側(cè)的10°～25°的斜面都是預(yù)先壓制成型的。尾部斜面的作用在于使刀片(2)、(11)、(20)在對應(yīng)的調(diào)整螺桿(6)、(15)、(24)的作用力下防止刀具在切削過程中或刀片夾持在刀具內(nèi)磨削時的振動而造成的刀片尾部外移。
刀片(2)、(11)、(20)在刀槽(9)、(18)、(27)中的刀尖復(fù)位借助于調(diào)整螺桿(6)、(15)、(24)，聯(lián)接調(diào)整螺桿的定位塊(5)、(14)、(23)以粘接或鉚接固定在對應(yīng)的刀槽(9)、(18)、(27)中部接近彈性槽(7)、(17)、(26)末端位置上，以盡量縮短調(diào)整螺桿的長度。
三實施例中的擋屑板(4)、(13)、(22)、墊片(3)、(12)、(21)的各種角度按其對應(yīng)的刀片(2)、(11)、(20)和刀槽(9)、(18)、(27)加工，材料采用高速鋼或其他工具鋼制造。調(diào)節(jié)或改磨高硬度的擋屑板(4)、(13)、(22)，可與對應(yīng)刀片(2)、(11)、(20)的前面主刃組成多種不同槽形和槽寬的斷屑槽。
當(dāng)?shù)稐U(1)、(10)、(19)刀槽的角度γpg和γfg及車刀角度Kr、Kr′、αo、αo′確定后，即可計算出車刀角度中的前角γo和刃傾角λs以及刀片(2)、(11)、(20)的刃磨角度Krt、Krt′、αot、αot′。這些刃磨角度可以將刀片(2)、(11)、(20)卸下后在刃磨機(jī)、工磨機(jī)或手用砂輪機(jī)上磨出，也可以連同刀桿(1)、(10)、(19)一起在普通手用砂輪機(jī)上象磨焊接刀那樣直接磨出主、副偏角和主、副后角。
根據(jù)被切削材料的軟硬、工件直徑粗細(xì)、長度大小及加工精度，按金切原理改磨刀片(2)、(11)、(20)的主、副偏角和主、副后角，可以得到有利金切中加工條件和要求的刀具前角和刃傾角。
當(dāng)變換的刀片(2)、(11)、(20)刀尖角與刀桿(1)、(10)、(19)的刀尖角有較大差異時，可按刀片(2)、(11)、(20)的刀尖角改磨墊片(3)、(12)、(21)的尖角，可提高刀具的刀尖強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具，包含刀桿、刀片、墊片、壓緊螺釘、調(diào)整螺桿，其特征在于a、所述的刀桿一側(cè)開有縱向貫穿、上、下兩面平行的U形刀槽，針對刀槽前半部的另一側(cè)開有與刀槽平行、并將其開通、分成上、下兩部分的彈性槽，b、所述的刀片是不開斷屑槽的、已具有主、副偏角及主、副后角的上、下兩面平行的成形條狀刀片，刀片前角γot=0°、刃傾角λst=0°，其一側(cè)面與刀槽底面相吻合接觸，c、刀槽內(nèi)的刀片上裝有擋屑板，擋屑板在刀片前刀面上的外形與刀片相似，經(jīng)調(diào)節(jié)或修磨后可與其前刀面主刃組成不同的斷屑(卷屑)槽寬和槽形，d、刀桿之刀槽內(nèi)固定著裝有調(diào)整螺桿的定位塊。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)夾刀具，其特征在于刀桿(1)上縱向貫穿的刀槽(9)的槽底面是直線平面型的，刀片(2)在刀槽(9)內(nèi)的安裝角中規(guī)定平行刀槽中心線剖面中的刀槽底面前角稱為切深方向前角(以下同)γp為大于0°～8°，垂直于刀槽(9)中心線剖面中的刀槽底平面前角稱為進(jìn)給方向前角(以下同)γf為10°～25°，構(gòu)成機(jī)夾外圓車刀。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)夾刀具，其特征在于刀桿(10)上縱向貫穿的刀槽(18)的槽底面是圓弧曲面和直線平面相切型的，刀片(11)在刀槽(18)內(nèi)的切深方向前角γp為0°，進(jìn)給方向前角γf為10°～25°，構(gòu)成主偏角為90°左右的機(jī)夾外圓偏刀。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)夾刀具，其特征在于刀桿(19)上縱向貫穿的刀槽(27)的槽底面是直線平面型的，刀片(20)在刀槽(27)內(nèi)的切深方向前角γp為大于0°～8°，進(jìn)給方向前角γf為0°，構(gòu)成機(jī)夾外螺紋車刀。
5.如權(quán)利要求1至4所述的機(jī)夾刀具，其特征在于刀桿(1)、(10)、(19)上的刀槽(9)、(18)、(27)與對應(yīng)的彈性槽(7)、(17)、(26)的位置可以互換構(gòu)成左刀。
全文摘要
可調(diào)式條狀刀片機(jī)夾刀具，根據(jù)刀具角度、刀桿之刀槽幾何參數(shù)和刀片刃磨角度間關(guān)系，提出了刀桿刀槽的新設(shè)計和有關(guān)角度的計算。按不同形式的刀槽，夾固相對應(yīng)的刀片、墊片、擋屑板可構(gòu)成不同功能的外圓車刀、外圓偏刀、外螺紋車刀和各種左刀。調(diào)節(jié)或改磨擋屑板可與刀片組成多種槽形槽寬，斷屑排屑效果良好，刀尖復(fù)位靠調(diào)整螺桿，改磨刀片的主偏角可得到合理的車刀前角和刃傾角。該機(jī)夾刀具調(diào)整方便、一桿多用、刀片利用率可達(dá)70％。
文檔編號B23B29/12GK1036524SQ8910092
公開日1989年10月25日 申請日期1989年2月24日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月24日
發(fā)明者張邦南 申請人:張邦南