陈雪峰，陈礼顺，何 鹏

（江苏大学基础工程训练中心，江苏镇江212013）

扇形齿板外圆加工中的组合车刀设计及应用

陈雪峰，陈礼顺，何 鹏

（江苏大学基础工程训练中心，江苏镇江212013）

针对在普通车床上加工扇形齿板外圆，采用多把单刃车刀切削效率比较低下的状况，通过改变原来加工工艺，设计制造一种组合车刀，既提高了加工精度，又大幅度提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，技改效果良好，具有较好的经济性和实用性。

扇形齿板；外圆加工；组合车刀；工艺方法；使用效果

135系列柴油机属中功率、四冲程、直喷、水冷式高速柴油机，缸径135mm（如图1所示），产品以其良好的动力、经济性能，具有维护简单、使用方便、配件互换通用性好、价格低等诸多优点，广泛应用于船舶主机和辅机、陆用发电机组、工程机械及载重汽车等。

图1 135调速器部件

扇形齿板（如图2所示）为柴油机喷油泵调速器内手柄部件上的一个零件，该零件材质为ZG310-570，毛坯经热处理硬度达HRC26～36，上有一R13.75的圆弧槽经滚齿加工后与调节轮配合，通过调节扇形齿板的位置以实现调速功能。扇形齿板上R13.75圆弧的加工精度将直接影响柴油机调速的平稳性、尾气的排放标准及其总体质量水平。

图2 扇形齿板零件简图

该零件圆弧槽及两端倒角的原先车削加工方法为：在车床四方刀架上安装3把车刀，一把90°外圆车刀，一把圆弧R13.75成型刀和一把45°车刀（利用其两个刀刃切削）；利用芯轴安装定位零件，径向定位基准为R32.5圆弧，每次装夹二片；加工过程为：先用外圆车刀将外径准102.5加工至尺寸；然后旋转刀架至圆弧R13.75成型刀，加工圆弧槽；最后旋转刀架至45°车刀，利用其两个刀刃分别加工两个端面的0.5×45°的倒角。该方法能够解决零件加工问题，但是存在频繁换刀等问题，加工的辅助时间较多，且劳动强度较大。为解决先前加工方法带来的诸多不便，设计制造了一种组合车刀，配以专用的夹具，很好地解决了现有问题，生产效率大幅度提高，效果良好，具有较好的经济性。

2 加工工艺设计

2.1 夹具设计

设计思路为采用芯轴定位夹紧零件，两只扇形齿板一起加工，以扇形齿板R32.5圆弧及扇形齿板一侧端面进作为径向和轴向定位基准面，夹具示意图如图3所示。定位时，芯轴准65台阶面限制了2个自由度，芯轴大端面限制了3个自由度，一个菱形定位销限制了一片扇形齿板的1个自由度，一共限制了6个自由度，属于完全定位；利用开口垫片和并紧螺帽对扇形齿板进行夹紧[1－4]。

图3 扇形齿板车夹具示意图

2.2 组合车刀设计

组合车刀需实现R13.75圆弧槽及2处0.5×45°倒角的加工，根据此要求对刀具结构进行设计，如图4所示。刀具采用焊接式，刀片型号推荐使用硬质合金焊接刀片型号选择A315；材料为硬质合金牌号选用YT15；刀杆材料选用45#钢，调质处理HB250 ~300.利用该组合车刀，横向进刀，一次完成R13.75圆弧槽及2处0.5×45°倒角的加工。因零件材料硬度最高可达HRC36，接近于淬火钢，且为断续车削。因此为保证切削出圆弧的准确性和刀具的耐用度，刀具前角γ0=0°，圆弧切削部分的后角α0=10°[2-3].

图4 组合车刀结构图

2.3 切削用量选择

该产品选用CA6140车床车削，由于工件硬度较高且为断续车削，根据硬质合金的切削速度，V =100 m/s=πDn／1000，这样主轴转速选择410 r/min，进给量f=0.15 mm/r，背吃刀量ap粗加工2 mm，精加工0.4 mm.

2.4 加工工艺

零件装夹如图3所示，加工过程为：先用90°外圆车刀将外径φ102.5加工至尺寸，然后用组合车刀完成圆弧槽及2-0.5×45°倒角的加工[5]。

3 结束语

经过多批次零件统计，采用该组合车刀进行圆弧槽及两侧倒角车削，操作简便，降低了加工误差，减轻了操作人员的劳动强度，生产效率提高50%以上，提高了产量和产品质量，降低了生产成本。在今后的工作中，触类旁通，积极开动脑筋，通过采用先进制造技术进行各种工艺革新，使实践教学人员从事科研加工生产的道路越走越轻松。

[1]王茂元.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]张龙泉.浅谈组合刀具及其应用[J].科技资讯，2007（19）：233-234.

[3]谭剑峰.组合刀具的设计及使用[J].机电工程技术，2002（S1）：62-63.

[4]徐仁发.机床夹具设计[M].重庆：重庆大学出版社，1993.

[5]冯冠大.典型零件加工工艺[M].北京：机械工业出版社，1986.

Design and Application on the Combined Cutting Tool in Machining Toothed Quadrants

CHEN Xue-feng，CHEN Li-shun，HE Peng
（Basic Engineering Training Center，Jiangsu University，Zhenjiang Jiangsu 212013，China）

Aiming at themachining on the lathe quadrant outside the circle，the cutting efficiency of single point cutting tools are relatively low，by changing the original processing technology，design and manufacture of a combination of tools，not only improves themachining precision，and greatly improves the production efficiency，reduce the labor intensity of the workers，technical effect is good，with good economic and practical.

toothed quadrants；cylindrical lathe cutting；combined cutting tool；processmethod；effect

TH162

B

1672-545X（2017）04-0132-02

2017-01-15

陈雪峰，（1966-），男，大专，江苏镇江人，技师，主要从事普通车削及数控车削加工实训教学工作。