2 原加工工艺

• 加工精度低。由于仅仅采用两次切削，变形大，精度难以保证。
• 加工效率低。由于首次切削深度大，切削阻力相应较大，进给量小，立式车床工作台转速低，且需要两次切削，致使加工效率较低，一个班次的加工能力仅为#*, 件。
• 装夹困难。由于是断续切削，冲击与振动较大，加工过程中零件容易松脱，危险性大。

图2 组合刀具简图

3 组合刀具

1. 结构原理
   我们转换思路，设计了一套方便易用的组合刀具，如图2所示。主要由粗车刀1、半精车刀2(兼作副刀架)、精车刀3、对刀块4、主刀架5(即立式车床的方刀架)和固定刀具的螺钉6、螺栓7组成。使用时，先放置对刀块4，在主刀架5上用两个螺栓7固定半精车刀2，然后在主刀架5上用两个螺栓7固定粗车刀1，两刀具高度差为%&mm；精车刀( 则用两个螺钉) 固定在副刀架1(即半精车刀)上，与半精车刀高度差为1.5mm。该组合刀具整体和机床主轴连接后，立式车床工作台旋转，刀具进给，一次工作行程可完成粗车、半精车、精车三道工序。与原加工工艺相比，该组合刀具有如下优点：

   1. 把原工艺首次切削深度10-12mm分解为粗车6-8mm，半精车4mm，精车由1mm调整为1.5mm，降低了切削力，提高了工件装夹的可靠性及加工精度。
   2. 切削总次数由两次降低为一次，提高了加工效率。
   3. 切削深度的合理分配可提高机床工作台的转速。经实践，我们把转速由23r/min提高到40r/min，这样既可以避免粗车、精车使用同一转速带来的表面粗糙度不符合图纸要求的问题，也可以提高加工效率。
   4. 使用该方法后，一个班次的最大加工能力由6-8件提高到10-15件。
2. 设计和使用该组合刀具时应注意的问题
   1. 由于箱体材料为灰铸铁HT200-400，且加工时为断续切削，因此宜选择抗弯强度高、耐冲击性好的钨钴类硬质合金刀具材料，如YG8A(粗车刀)、YG6(精车刀)等。
   2. 粗车刀1、半精车刀2、精车刀3三者之间的距离应适当选取，过小不利于排屑且会加大切削力，过大会使主刀架和副刀架固定不稳。经验数值为间隔35-40mm。
   3. 三把刀具应做成分体式，否则刀具刃磨困难，刀具几何参数得不到保证。

   图3 粗车刀具几何参数

3. 粗车刀具相关几何参数的选择
   1. 为加强切削刃的强度，减少主后面的摩擦与磨损，后角a_o可选为10-12°(图3)；
   2. 为及时断屑，不影响半精车刀切削，前面上应磨出断屑槽，槽底呈圆弧形，可由多段圆弧组成。沿主切削刃方向，断屑槽宽度逐渐减小，当切屑流过时可使其卷曲乃至折断；断屑槽应尽可能靠近主切削刃，仅留出很狭窄的倒棱即可，以便更可靠地卷屑和断屑，这一点是组合刀具应用成败的关键，应引起特别注意。
   3. 使用圆弧槽形断屑槽可使刀具获得较大的前角(a_o=13-20°)，而不致过于消弱主切削刃。其它几何参数的参考值如下：W=3-6mm；R_n=2-4mm；b_gmin=0.3-0.5mm(刀尖部位)，主偏角K_r=70-75°。

   图4 精车刀具的修光刃

4. 精车刀具的修光刃
   为进一步提高加工平面的表面质量，如图4所示，刃磨时，在精车刀具刀尖部位应修磨出三段直线(或圆弧)，各参数的参考值如下：副偏角K_r'=0°，修光刃长度b_r=2-3mm，主偏角K_r=55°。这样选取几何参数后，被加工面的表面粗糙度能得到显著改善。

4 结论