气缸锥面成形专用锪刀设计

作者：刘亚玲

单位：武汉压缩机分公司

来源：《金属加工（冷加工）》2017年第13期

天然气压缩机用的锻件气缸，为降低气体阻力，其进、排气阀孔阀窝处为锥面结构。如图1所示阀孔为台阶孔，阀窝处为156°锥面，表面粗糙度值要求R_a=6.3μm。

该气缸分公司根据工艺制定，使用普通卧式镗床加工，阀孔台阶孔的加工工序如下：钻通阀孔开口处→扩钻阀孔→粗镗阀孔、台阶孔→半精镗、精镗阀孔→锪阀孔台阶孔、锥面。

钻通阀孔开孔处的目的是去除气缸在加工时的余量，台阶孔、阀孔同时使用锥面成型锪刀加工，是保证台阶孔及锥面的加工精度，也便于刀具制造。前面各道工序在此不做介绍，本文主要介绍锥面结构的加工过程，它是一种专用的成型锪刀，安装在普通机床上，使用方便，加工速度快，适用于相同尺寸锥面结构的气缸加工。                           

图  1

1．锥面成型锪刀刀具结构及特点

如图2所示，该锪刀是由刀杆、刀片、定位销等零部件组成。此成型锪刀具有结构简单，加工质量可靠，一般机床就可使用，加工速度快，刀具寿命较长，维修方便等特点。

2．刀杆设计

如图3所示，刀杆的柄部是Morse No.6的锥柄，与镗床的刀轴相配合，中部根据阀孔深度控制其长度，端部设计有10mm刀片安装槽，刀片槽是锪刀结构的关键尺寸，槽底部有定位销孔，用于安装刀片定位。槽两端设计有螺纹孔，用于紧固刀片。刀杆材质采用45钢，Morse No.6锥体表面淬火处理40～45HRC，中部及端部调质处理28～32HRC 。刀杆为通用部件，加工不同尺寸的锥面时只需更换刀片。

图  3

3．锥面成型锪刀刀片设计

如图4所示，刀片是成型锪刀结构的关键，刀片形状根据气缸锥面角度及台阶深度进行设计，设计刀片角度为156°，刀片厚度10mm，刀片上设计有断屑槽，便于加工锻钢类气缸时，切断切屑，以保证气缸加工面的表面粗糙度质量。刀片斜面及上下端面与中心线的圆跳动量要求0.02mm，用以保证气缸加工的精度。刀片上下面设计有沉头螺钉孔，方向相反，便于安装紧固螺钉。中心孔处设计有定位销孔，使用阶梯销与刀杆定位。由于在普通机床上使用，无切削液冷却刀具，高速钢硬度高、耐磨性好和耐热性高适应恶劣的加工条件，因此选用高速钢作为刀片材质。

图  4

4．其他零部件设计

定位销根据刀片、刀杆上定位销孔的尺寸，设计为阶梯销，材质采用45钢，热处理后硬度为40～45HRC。紧固螺钉规格为M6，螺纹深12标准沉头螺钉。

5．刀体组装

先将定位销安装于刀片槽底部的销孔内，将刀垫安装在定位销两侧，在将刀片插入刀片槽，将定位销端部安装于刀片的定位销孔内，在两端螺栓孔内安装M6×12的沉头螺钉，将螺钉拧紧后方可使用。

“刀具”约稿函

2018年金属加工（冷加工）杂志“刀具”栏目约稿如下：

（1）刀具的先进技术及发展趋势。（2）刀具的先进设计理念与制造经验。（3）刀具的选型和应用。（4）在实际加工过程中使用刀具的心得。（5）刀具使用的具体案例分析或解决方案的改进等。

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金属加工（冷加工）编辑部