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大連船用柴油機有限公司機械加工部

 孫建濤 張廣瑞 安富廣 宋家瑜

摘要：對于反向劃窩加工，常用的加工方式為將連接主軸的整體式刀體，移動到孔位將刀桿伸出孔端，人工測量安裝好刀片，再進行劃窩的加工方式。這種常規(guī)的反向劃窩加工方式靈活方便，但對于劃窩尺寸完全由人為控制，經(jīng)常出現(xiàn)劃窩尺寸超差的情況。本文創(chuàng)新改造了一種基于快換夾頭的劃窩刀具，由電子對刀儀提前校正劃窩尺寸，改裝劃窩刀桿并適配制作轉換夾套，使加工過程中刀桿和刀片始終為一體，整體裝夾到快換夾套中。改造后的反向劃窩刀具在主機零部件加工中已經(jīng)應用，取得不錯的效果，在劃窩尺寸得到有效保證的同時，還能減輕工人工作強度，提高加工效率。

關鍵詞：反面劃窩；劃窩刀；刀具改造

1.前言

在機械加工中，零部件反面的劃窩加工，在實際生產中經(jīng)常遇到，通常使用的平面锪刀或者單面成型刀具裝夾在刀桿上加工而成，我司采用的加工方式亦是如此。這種加工方式比較靈活，便于更換刀片。但同時對于劃窩尺寸的控制，需要操作工人每個孔都要認真的測量和檢查。在實際加工中，對于數(shù)量較多的劃窩加工，幾乎每個劃窩尺寸都不一樣，時常會出現(xiàn)檢查不仔細而導致個別劃窩尺寸超差的情況。如果劃窩加工孔的數(shù)量較多，安裝刀片和測量尺寸的次數(shù)就會很多，增加操作者的工作強度。而且有時候由于工件結構比較特殊，操作空間很小，安裝刀片會更加費力和不便。針對這種情況，決定利用現(xiàn)有資源，對劃窩刀具進行改造，改進和豐富反向劃窩的加工方法。

2.現(xiàn)狀分析

一般的劃窩刀具結構是連接主軸的刀體，刀體是刀柄加刀桿為一體，刀柄的形式因連接軸孔的形式而各有不同。刀桿端部開有長方形空槽，可插入單面刃磨的高速鋼刀片，端面有螺絲固定鎖緊。使用這種方式反向劃窩的時候，每劃完一個孔，需要取出刀片，待刀桿跑位到下一孔，伸出反面端面，再由人工裝入刀片，測量好尺寸后鎖緊端部螺絲，然后再次進行加工。

圖一 常規(guī)直柄劃窩刀具

現(xiàn)有劃窩刀體的刀柄和刀桿一體式的，刀柄有φ42mm直柄，用于連接快換夾頭；有莫式錐柄，多用于連接鉆床主軸；有7:24錐柄，用于各類銑、鏜機床主軸。直柄劃窩刀體受快換夾頭接口尺寸限制，其刀桿直徑一般比較小，一般用來加工小直徑孔的反向劃窩。其余兩種形式刀柄可劃窩直徑要大一些。

要想實現(xiàn)劃窩尺寸準確，理想狀態(tài)是不用每次都更換刀片，但是不更換刀片常規(guī)刀柄沒有辦法進出所加工的孔。為了解決這個問題，可以借鑒銑鏜床使用的側固式劃窩刀桿，即將刀桿和刀柄分離，每次劃窩裝夾刀桿，不動刀片。一般大直徑孔劃窩的刀桿直徑比較大，重量也大，這種加工方式往往不可取，但是這種加工方式對于小直徑孔的劃窩應該是可行的，因此可以想辦法將直柄劃窩刀體進行改造，以達到預期目的。

3.刀體的改造

直柄刀體的刀柄直徑是標準尺寸φ42mm，使用時連接到快換夾頭膨脹孔中，然后通過鎖緊裝置將直柄位置夾緊。如果將刀桿和刀柄分離開以后，要面臨的問題就是如何將刀桿和刀柄進行裝夾和固定。綜合常用的幾種固定鎖緊方法，最后選用和借鑒了快換夾頭的夾緊方式。即根據(jù)刀桿實際尺寸，自制特殊尺寸的膨脹轉換套，使用時刀桿、轉換套、快換夾頭三者裝配在一起。

    膨脹轉換套的制作是刀具改造的關鍵，轉換套的外徑尺寸為φ42mm，與快換夾頭孔間隙適配，并且在外圓開出4條0.2mm的槽，使其能夠實現(xiàn)鎖緊的功能。刀桿外徑和膨脹轉換套內孔是間隙配合連接，松開狀態(tài)下很容易裝入轉換套中?？鞊Q夾頭鎖緊時，夾緊力傳遞到轉換套上，同時將刀桿夾緊；快換夾頭松開時，夾緊力消失，轉換套膨脹到自然狀態(tài)，將刀桿松開。

使用這種連接方式能夠實現(xiàn)刀桿和刀片在加工過程中不用拆分，取而代之的是將整根刀桿取下來，機床跑位到下一個孔之后再將整根刀桿裝入、鎖緊。劃窩加工前只要對好刀片的直徑尺寸，就能夠保證所有劃窩直徑一致，不會出現(xiàn)尺寸不一的情況。

4.使用及效果

改裝后的劃窩刀桿在WX52主機水套加工中首次使用。在機床使用前，先將刀桿、刀片、轉換套組裝到一起，裝入帶錐柄的快換夾頭中，在電子對刀儀上對刀，調整好刀片的直徑尺寸，然后鎖緊，做好刀片位置標記，便于識別刀片在加工過程中是否有移動。

零件實際加工的孔尺寸為φ18，背部劃窩尺寸為φ26深17，一般在T68鏜床加工，因為該水套有的孔位置比較特殊，操作者需要蹬梯到工作臺上調整刀片位置，每次調整刀片需要松開螺絲、取出刀片、跑位后安裝刀片、調整刀片位置、鎖緊刀片這五個步驟，時間一般需要2-3分鐘，而且偶爾還會出現(xiàn)劃窩尺寸偏大或偏小的情況。使用改造后的劃窩刀具，只需取出刀桿、跑位、安裝刀桿三個步驟，省去操作者調整刀片的過程，消除了劃窩尺寸錯誤的隱患，同時安裝時間可縮短到半分鐘，減輕了工人勞動強度。實踐證明，改裝后的劃窩刀具既能有效保證產品質量，又提高了工作效率。

5.結論

通過機械加工部有關領導、工藝和刀具管理人員的多方面努力，成功設計并制作了基于快換夾頭的劃窩刀具，并在實際加工中得到成功的應用，效果顯著。今后，可以將此種類型的劃窩刀具向更多的產品加工中推廣使用。同時也需要認識到，該劃窩刀具還是有其局限性，那就是只能進行小直徑的劃窩加工。對于大直徑的反向劃窩加工，由于其切削力較大，容易超過快換夾頭的鎖緊力，還需要用其他方法來解決，這也將是今后一個的研究課題。

（來源：大連船用柴油機有限公司優(yōu)秀論文）