一种快速可调中心高车刀制造技术

一种适用于普通车床和数控车床类的快速可调中心高车刀，该刀由主刀杆和副刀杆组合而成，主副刀杆之间为光滑斜面配合状态。主刀杆在副刀杆上的纵向位移量具有游标卡尺般的可读性，并根据主刀杆在副刀杆上的纵向位移量使车刀迅速对准工件中心。且刀尖高度的调整量同时自动锁定。当已知对刀所需的调整值为多少时，只需十秒钟左右，即可获得微米级对准中心的调整效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车刀，特别是一种快速可调中心高车刀。现有技术背景目前使用的车刀，仍依靠普通垫刀片调整。要求车刀尖对准工件中心，源于车削加工的特殊性。在车削时，机床主轴、夹具及工件三位一体，回转轴线统一。这就决定了车刀刀尖的运动轨迹，必须在过被加工工件回转中心同一平面内时，才能确保径向实际切除余量和中拖板刻度盘刻线显示的进刀量或数控车床的编程参数相一致。否则，会影响机床应有精度的发挥，并会反映到被加工零件上。其危害是导致车内外圆类时工件径向尺寸超差，被加工工件愈小，误差愈大；反映到刀具方面，无论刀尖高于或低于中心，均会导致前角和后角发生变化。(参见所有版本《车工工艺学》)除上述共性危害外，因刀尖装高或装低于工件中心，表现在车螺纹类时，会造成牙形角不正确；车实心端面类时，刀尖在接近中心或过中心时易崩碎刀尖或留端面凸头；车圆锥体类时，会造成锥体母线不直，出现双曲线误差；切断实心工件时，刀尖高于或低于中心都会使进给阻力增大或急剧减小，前者刀尖未近中心就因丧失后角而丧失切断能力，继续前进会发生崩刀或意外事故，后者则易震动、易扎刀或折断刀杆。目前在可调中心高车刀方面，至今尚无重大突破。已检索到的专利号为90203620.3的可调中心高车刀虽独具一格，但该刀也存在较多缺憾。其一为存在一个齿间距调整盲区；其二为斜面上带三角形横向齿的结构设计已把主刀杆强度降低，并使主刀杆成为周期性变截面体；三，非刚体类上下齿状态的结构，不适宜在上刀杆1上部施加垂直夹紧力。因犬牙交错的三角形齿状楔形体，在受垂直力压紧时，齿的两边斜面上将产生强大的垂直于齿斜面的力，该力能使上刀杆1悬于刀架外的刀头和刀架内的刀杆尾部向上翘起，降低刀头支撑强度；四，加工中易出现齿肥瘦不均及不等齿距处，易率先形成支点；五，在车刀进入切削状态时，会使上刀杆和下刀杆斜面齿吻合部受力状态进一步恶化，若被夹紧时刀头已略翘起，强大的主切削力易使上刀杆1除向下正常挠度变形以外还附加下沉，使刀尖高度会再降低一些，且该降低值也具有不确定性，使刀尖对准工件中心的高度具有不确定性；六，齿间距制造的误差和刀杆1被夹紧产生的形变以及各齿之间不易擦尽的污垢，均会影响对刀尖原始精度值的测量精度，使车刀尖与实际安装高度之间存在较大误差，得经过多次调对或试切，才能勉强对准工件中心。综上所述，由于种种客观条件的制约，在广大机械制造业车床刀架的刀台上所使用的车刀，其被刀架压刀螺杆夹紧部分的刀杆结构，依然是整体式矩形等截面形态，仍在被迫沿用垫刀片调整的方式去勉强达到刀尖对准工件中心的目的。致使刀尖应对准工件回旋中心这一基本装刀要求，却反成为对车削界的技术挑战。其不易对准中心表现在调整方面的费时费力，对车刀自身使用安全的威胁，对产品加工质量的影响和对车床应有精度的发挥等不同程度的危害，均会给广大机械制造业造成许多不应有的损失，也成为切削技术向高速高效高精方向发展的一大障碍。对超精车削技术的发展危害更烈。本专利技术的目的就在于克服上述现有技术之不足，通过对车刀刀杆结构形态的优化设计，依据物体在光滑斜面上移动会上升下降的原理，游标卡尺设计原理和磁铁的吸力定位功能等，把它们集中运用于车刀一身，使各类车刀获得快速精密可调中心高功能。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。该快速可调中心高车刀为可分解为两部分的和谐统一体。带刀头的主刀杆可在其下方的副刀杆光滑斜面上滑动，其特征形态为线性变截面楔形体，在其侧面布有参照普通游标卡尺设计的一段带零线的线纹标示，线纹间距为一毫米。与主刀杆斜角倒置组合为一体的副刀杆的光滑斜面上，可加工若干浅孔，孔内含磁性元件，使主副刀杆紧密吸合在一起。副刀杆侧面上，可布参照游标卡尺副尺上游标分度值设计的线纹标示，与其上的主刀杆上的线纹标示相对应，使其具有游标卡尺般的可读性功能。主、副刀杆的线纹均与副刀杆的底平面垂直。主、副刀杆的斜角大小一样，且控制在自锁角范围以内。主、副刀杆组合为一体时，上下平面平行，形成有利于装夹的矩形截面体。主刀杆可在副刀杆上向前或向后移动，相对位移量具有可读性。使用时，把车刀尖对准工件中心的所需调整值，视为该值与车刀斜角正切值的倒数的积，并使之转化为主、副刀杆间的可读取的纵向位移量，即达到准确对准工件中心的目的。本专利技术快速可调中心高车刀，优选地主刀杆特征为前大后小的线性变截面楔形体。其斜角的正切函数值，优选地，可在0.1 0.09 0.08 0.070.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.001之中选取，选0.1值时车刀调整速度最快。主刀杆侧面上的线纹间距为1mm，参照游标卡尺主尺线纹标示设计，零线向后有线纹部分全长为100mm左右。线纹标示部分可直接加工到主刀杆侧面上，也可采用可折卸式线纹尺固定于侧面上。刻线纹沿主刀杆斜面倾斜方向分布线纹为佳，且线纹垂直于副刀杆底面，见图1、图3。副刀杆与主刀杆斜面配合部分其特征是线性变截面楔形体，其侧面有高于斜面的侧立筋板，筋板上可布游标线纹，刻线纹沿副刀杆斜面倾斜方向分布线纹为佳，且线纹垂直于副刀杆底面，见图1、图3。优选地，以可折卸式游标副尺取代有线纹的侧立筋板，如此可减少制造成本。副刀杆侧面上的游标部分，线纹为一条时，车刀调整精度最低，优选地，可参照普通游标卡尺副尺上的游标分度值及线间距设计为佳，即在分度值为0.1 0.05 0.02级中选择为佳，如分度值为0.1时，线纹间距可为0.9mm，含零线在内，线纹条数为11条；如分度值为0.02时，游标线纹间距为0.98mm，线纹条数则含零线为51条等等。如此设计的目的，是因卡尺具有广泛认知度，符合操作者阅读习惯，并可确保快速调整车刀的中心高。副刀杆斜角的正切函数值，优选地，可在0.1 0.09 0.08 0.07 0.060.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.001之中选取。所选值与主刀杆一样。理由为调整刀尖高度时，便于心算纵向位移量的可读值。副刀杆光滑斜面上，优选地，可轴向分布若干浅孔，供按安装磁性元件。孔深应确保磁性元件略低于副刀杆斜面，不能将孔钻透，以确保磁力线为主，副刀杆自身屏蔽。所用磁元件，优选地，以钕铁硼磁片或磁粒为佳。主刀杆和副刀杆组合为一体时，其斜角为相互倒置的状态，以形成有利于装夹的矩形等截面体。当主副刀杆斜度较小或主刀杆上平面高于刀尖时，如镗孔车刀类，也可把主刀杆有斜角部分设计为前小后大的线性变截面体并与具有同样斜角的形态为前大后小的线性变截面体副刀杆相匹配。 附图说明图1是快速可调中心高车刀结构示意图正视图；图2a-c是副刀杆正视图、俯视图、左视图；图3是使用可拆卸式游标为筋板的该刀的示意图；下面结合附图详细说明本专利技术涉及的快速可调车中心高刀的实施方案和使用方法如图1，前大后小的楔式变截面体主刀杆1和前小后大的斜角相同的副刀杆2，成斜角倒置状态在磁片9的吸力作用下紧密结合在一起。主副刀杆结合后形成有利于往刀架上装夹的矩形等截面体。主刀杆有线纹标记的侧面，紧靠着兼具导向作用的副刀杆2上的游标筋板3的内侧壁，游标的分度值为0.02，线纹间距为0.98mm。主刀杆1的线纹标记的线纹间距为1mm。6是主刀杆刀头5上的刀片，7是刀片上的刀尖。主刀杆上标记的是副刀杆斜角本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由主刀杆（１）和副刀杆（２）组合成的快速可调中心高车刀，其特征是主刀杆（１）是可在副刀杆（２）斜面上滑动的具有一定斜角的线性变截面体，其侧面布有若干间距相等的线纹标记，副刀杆（２）斜面与底面有一定夹角并与主刀杆（１）底面的斜面相接触，副刀杆（２）也是变截面楔形体，其斜角大小和与它反向放置的主刀杆斜角大小相等，副刀杆（２）的斜面上加工有若干浅孔安装磁性元件，副刀杆（２）的侧面布有游标线纹标记。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：施国学，
申请(专利权)人：施国学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]