一种C刀片90°直头非标外圆可转位车刀的制作方法

本发明属于金属加工技术领域，涉及一种用于复杂阶梯轴或曲臂加工的c刀片90°直头非标外圆可转位车刀，属于金属加工技术领域。

背景技术：

对于生产的一种曲臂，年产批量大，传统的加工方式采用钻床、铣床、车床、磨床按序加工的生产方式。其中铣床加工部位占整体零件的1/7，加工时间却占据了整体的63％以上，成熟的加工师傅，仍需要4个小时才能完成曲臂的铣床加工操作。并且存在着表面粗糙度差，有着明显的走刀痕迹。而之所以采用铣床完成这一部分的加工，是因为此处结构与车床车刀干涉，无法通过车床加工造成的。因此，设计一种能够在此处使用的车刀，就成了提高生产效率的必然举措。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是，提供一种c刀片90°直头非标外圆可转位车刀，为一种用于复杂阶梯轴或曲臂加工的c刀片90°直头非标外圆可转位车刀。其为一种可以不形成干涉，并且能够保证批量生产不易损耗的车床外圆车刀。利用车床旋转工件达成的高质量加工效率，将原需要4小时铣床加工的工序降低至半小时以内。同时提高产品的外观、加工质量。降低人员作业强度。提高该零件的设备占有率，提高产量。

本发明的车刀具体来说是一种解决在普通数控车床上，完成内槽端面加工的非标准车刀。车刀刀体采用45号钢，热处理硬度hrc35～40，整体结构采用偏心式刀片加紧机构，刀片采用cnum160608-h4，刀垫c16b。主要磨损结构刀片可以进行重复更换，刀体损耗情况接近标准外圆车刀。通过合理的结构计算及加工试验，可以在刀头延长15mm的情况下，达到标准车刀86％的工作量。为复杂金属结构面加工提供了一种新的高效、低能耗加工方案。提高了企业生产效率及产品质量、合格率。

本发明的技术方案是：一种c刀片90°直头非标外圆可转位车刀，包括刀体(5)、刀片、刀垫、偏心销、压头；刀体的刀尖伸出刀柄的一侧，其特征在于，刀体的刀尖距刀柄同侧的距离为13mm-25mm，即刀体的刀尖伸出刀柄同侧的伸出量为13mm-25mm。

优选地，车刀采用偏心式刀片加紧结构：偏心销及压头将刀片固定在刀体上，偏心销依次穿过刀片、刀垫和刀体；压头头部位于刀片之上；偏心销为具有非同轴的两段圆柱，偏心大于0.5mm，即偏心销的两段轴的距离大于为0.5mm。

优选地，刀体的刀尖距刀柄同侧的距离为15mm，即刀体的刀尖伸出刀柄同侧的伸出量为15mm。

优选地，偏心销穿过刀片的固定孔，同时穿过刀体的固定孔，刀片的固定孔半径大于刀体的固定孔的半径，差值为偏心尺寸；刀垫内为阶梯孔，阶梯孔上端为大直径孔与刀片的固定孔半径相同，下端小直径孔与刀体的固定孔的半径相同。

优选地，偏心销为40cr，热处理硬度hrc40-45。

优选地，刀片为cnum160608-h4型号。

优选地，刀垫为c16b的型号，并在其上加工阶梯孔。

优选地，刀片的选择方法为：根据切削深度ap＝10mm、进给量f＝0.6mm/r、切削速度v＝110m/min，得出车刀角度前角14°、后角6°、主偏角90°、刃倾角-6°，并根据车刀角度选择80°菱形式刀片，计算出刀片固定孔直径d1>4.5248、刀片厚度s≥4.8、刀尖圆角的圆度r＝1.2。

优选地，偏心销的非同轴的两段圆柱，偏心为0.5mm。

一种c刀片90°直头非标外圆可转位车刀，包括刀体、刀片、刀垫、偏心销、压头；刀片为cnum160608-h4型号，刀垫为c16b的型号，刀体的刀尖距刀柄同侧的距离为15mm，即刀体的刀尖伸出刀柄同侧的伸出量为15mm；车刀采用偏心式刀片加紧结构：偏心销及压头将刀片固定在刀体上，偏心销依次穿过刀片、刀垫和刀体；压头位于刀片之上；偏心销为具有非同轴的两段圆柱，偏心为0.5mm，即偏心销的两段轴的距离为0.5mm。

本发明的技术效果是：

此c刀片90°直头非标外圆可转位车刀的核心技术是对刀体结构进行了合理的改变，进行有伸出体的阶梯轴加工。采用此车刀，改变传统使用铣床加工凹槽的方式，可以将阶梯轴、曲臂通过普通机械或数控车床一次加工成型。提高了生产效率，减少了设备更换，提高作业效率及加工质量。

与现有技术相比较，本发明所提供的车刀能够达到使用车床加工伸出台处内凹槽的目的，使用车床加工该工序，加工时间降低至16分钟/件，生产效率时原来使用铣床的15倍。同时提高了产品实物质量，消除了铣床加工产生的走刀轨迹。使用铣床加工一件产品需损耗1.5把立铣刀，产生刀具费用约255元，使用此车刀加工仅磨损合金刀片，对刀体损伤很小。平均加工一件产品产生刀具损耗约85元，年节约刀费用月12万左右。

c刀片90°直头非标外圆可转位车刀可配合各种数控、非数控车床使用，是针对企业产品制造，保证生产效率而设计的专用车刀。其主要损坏部位可更换、生产质量稳定，减少了刀具损耗。可保证长期、高强度生产任务使用。

附图说明

图1c刀片90°直头非标外圆可转位车刀图，a为主视图，b为俯视图；

图2为图1的a-a向视图；

图3为车刀机械加工零件的加工点示意图；

图4刀体结构图；a为三维视图，b为俯视图；c为局部剖视图，d为局部放大示意图；

图5偏心销结构图；

图6为图5的a向视图；

图7为图5的b向视图；

图8压头结构图。

1-压头，2-刀片，3-刀垫，4-偏心销，5-刀体，6-车刀，7-加工零件，8-防碰撞间隙。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步详细地描述。

本发明的一种c刀片90°直头非标外圆可转位车刀，主要有刀体、刀片、刀垫、偏心销、压头组成。关键在于以下几个方面。

1)通过应力计算及加工试验形成的刀体结构。

2)偏心式刀片夹紧结构。

3)车床加工伸出台内凹槽的方法。

具体内容如下：1)通过应力计算及加工试验形成的刀体结构：根据切削深度ap＝10mm、进给量f＝0.6mm/r、切削速度v＝110m/min，得出车刀角度前角14°、后角6°、主偏角90°、刃倾角-6°。并根据车刀角度选择80°菱形式刀片(标准件)，并根据工作长度需要，计算出刀片d1>4.5248、s≥4.8、r＝1.2。因此选择cnum160608-h4型号刀片，尺寸为刀片边长l＝16.1mm、(刀片)内切圆直径d＝15.875、刀片厚度s＝6.35、(刀片)固定孔直径d1＝6.35、刀尖圆角的圆度r＝0.8、刀尖位置尺寸的长边m1＝3.97、刀尖位置尺寸的短边m2＝2.182。刀片参数：粗车刀尖角80°、刃倾角0°、法后角7°、法前角20°、断屑槽宽度4mm。并根据上述尺寸选择了型号为c16b的刀垫。根据刀体主偏角90°、刃倾角-6°，可以计算得出刀体前角-6°、后角6°、副偏角9.5°、副后角5°。选择45号钢，通过试验热处理至hrc38-45可以保证最佳使用效果。结合零件实际尺寸，设计刀体伸出量(刀尖距刀柄的距离)13mm、15mm、20mm、25mm。通过试验发现，刀体向前伸长15mm时，加工既可以保证不影响排屑、且保证刀体使用寿命，使用效果最佳，刀具成本最低。

2)偏心式刀片加紧结构：加工是在ca6140普通车床或者cka6150普通数控车床上进行，考虑到为保证生产连续切削的进行，车刀加紧结构采用较简单的偏心式刀片加紧结构。设计偏心销及压头将刀片固定在刀体上，偏心销选择40cr，热处理硬度hrc40-45，偏心销设计偏心0.5mm，可以使刀片加紧可靠，并可以保证不影响加工过程中的排屑，也不会造成车刀使用寿命下降。

3)车床加工伸出台内凹槽的方法：通过伸出刀体前侧刀头的形式，保证车刀与零件中间存有足够的缝隙：既不会导致高速旋转的零件碰到车刀的其余部位，又保证车刀的刀体与零件间的缝隙满足排屑的需要。同时提供足够的切削应力，保证切削的进给量与进给速度。做到将阶梯轴、曲臂等复杂结构件通过普通机械或数控车床一次加工成型。