由于螺纹车刀属于成形车刀,为保证螺纹的精度,必须正确刃磨和装夹螺纹车刀。
1.螺纹车刀的刃磨
刃磨螺纹车刀也分粗磨、精磨和用磨石鐾刀过程。其刃磨步骤一般是:先磨前面与刀体底面平行,需要时刃磨径向前角和卷屑槽,再分别刃磨左侧后面和右侧后面,在保证牙型半角的同时,根据螺旋升角的方向和大小,刃磨两侧后角,在检测刀尖角后,刃磨刀尖圆弧。最后用磨石研磨切削刃各部。
螺纹车刀的刃磨要求是:
1)螺纹粗车刀允许有5°~10°的径向前角,精车刀的径向前角一般应等于0°。
2)在径向前角γP=0°时,车刀的刀尖角一定要等于螺纹的牙型角,即εr=α。当径向前角γP>0°时,应按计算后的修正后的刀尖角度刃磨。
3)一般情况下,螺纹车刀两侧刃应呈直线状态,只有当采用法向切削或径向前角γP>0°,车削精度较高的螺纹时,则将直线切削刃修正呈凸曲线形式。
4)车刀两侧面的静止后角应随着螺纹升角φ的方向和大小偏移,使进给方向的后角增加一个螺纹升角,相背方向的后角减小一个螺纹升角。
5)内螺纹车刀的刀尖平分线应与刀杆垂直,切削刃也应磨出双重后角。刀尖至刀杆后侧面的宽度应小于螺纹小径,以便于退刀。
6)刃磨螺纹车刀时,用力应轻而稳。刃磨高速钢车刀应及时浸水冷却,以防止刀尖过热退火;刃磨硬质合金车刀,则应自然冷却后再磨,不能浸入水中,以防炸裂。
2.典型螺纹车刀
(1)三角形螺纹车刀 一般可分粗车刀、精车刀以及高速钢和硬质合金车刀等。
1)高速钢三角形外螺纹车刀的几何形状如图7-17所示。它的切削刃锋利,韧性较好,能承受较大的冲击,获得较低的表面粗糙度值。但它的耐热性较差,所以常用作低速切削或螺纹的精加工。
图7-17 高速钢三角形外螺纹车刀的几何形状
为切削顺利,在粗车塑性材料的螺纹时,应选用γP=15°的径向前角,但不应过大,以防止产生“扎刀”现象。
在车削脆性材料或精车塑性材料的螺纹时,应选用γP=0°的径向前角,两侧刃之间的夹角应等于牙型角。
2)硬质合金三角形螺纹车刀的几何形状如图7-18所示。它具有硬度高、耐磨性好、耐高温等特点。但抗冲击能力较差,在车削螺距较大或材料硬度较高的螺纹时,往往在两个主切削刃上磨出宽度为0.2~0.4mm、γ01为-5°的负倒棱。由于在高速切削螺纹时产生挤压现象,使实际牙型角胀大,因此,在刃磨刀尖角时,一般应比螺纹的牙型角减小0.5°左右。
图7-18 硬质合金三角形螺纹车刀的几何形状(www.daowen.com)
内螺纹车刀应尽量加大刀杆的横截面积,以保证退刀的空间即可,其刀杆长度尽量地短。同时切削刃部应光洁锋利,以弥补刀杆的刚性强度的不足。
(2)梯形螺纹车刀 在车削梯形螺纹时,由于径向切削力较大,一般分别采用粗车刀和精车刀分别进行粗、精加工,刀具材料也根据加工性质选用高速钢或硬质合金制成。
1)高速钢梯形螺纹车刀分粗车刀和精车刀,几何形状如图7-19所示。图7-19a为粗车刀的几何形状。为给精车留有足够的加工余量,粗车刀的刀尖角应比螺纹的牙型角小0.5°左右,为便于排屑,在车削塑性材料的螺纹时,应采用10°~15°的径向前角。
粗车刀的刀头宽度W一般应等于或略小于螺纹的牙槽底宽。
图7-19b是典型梯形螺纹精车刀。为保证梯形螺纹的牙型精度,切削刃的径向前角γP=0°,与基面Pr平行,两切削刃的刀尖角严格等于牙型角。为提高牙型的表面质量,使切削顺畅,车刀两切削刃都根据螺纹升角的方向和大小磨有不同前角的卷屑槽。
图7-19 高速钢梯形螺纹车刀的几何形状
a)粗车刀 b)精车刀
根据精车刀的几何特点,车刀前端的切削刃不能参与切削,牙槽底部依靠两侧的切削刃修整。
从表7-5查得,梯形螺纹的牙槽底宽W=0.366P-0.536ac。在生产实践中,习惯上总是加大配合间隙ac,使牙型高度深些,即使实际牙槽底宽小于计算出的牙槽底宽。所以,为简化计算,往往将刀头宽度W按螺距P的3/10选取,即
(3)矩形螺纹车刀 矩形螺纹车刀与切槽刀相似,只是受螺纹升角的影响,矩形螺纹车刀两侧后角不相等。车削螺距较大的矩形螺纹,一般采用先粗车留有余量,再精车的加工方法。矩形螺纹精车刀的几何形状如图7-20所示。
刃磨矩形螺纹精车刀应注意以下几点:
图7-20 矩形螺纹精车刀的几何形状
1)应保证精车刀刀头宽度b的精度要求,才能保证牙型的精度要求,一般其宽度b=0.5P+(0.02~0.04)mm。
2)刀头长度L不宜过长,一般取L=0.5P+(2~4)mm,以保证切削刃有足够的强度。
3)进给方向一侧和相背一侧的后角,应在正常后角α0加上或减去一个螺旋升角φ,即α0L=α0+φ或α0L=α0-φ。
4)为了减小螺纹牙侧的表面粗糙度值,在两侧切削刃上应磨有bε′=0.3~0.5mm的修光刃。
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