可调节高度车刀的研制

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摘 要： 可调节高度的车刀，一种车床用切削刀具。采用偏心套结构，并有刻度线，车刀高度可以方便调整，车刀块可以根据需要方便更换，本产品具有结构新颖、加工简便、使用方便、提高工作效率、提高产品精度等优点，具有经济性与实用性为一体的新型可调节高度的车刀。

关键词： 可调节；车刀；实现方案

中图分类号：TG712 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210054－01

0 引言

在机械行业中，车削加工占很大的比重，车削加工安装车刀时，为了使刀尖对准车床主轴中心，通过调整车刀高度来完成的。调节车刀高度，使用不同厚度的垫片，垫在车刀刀杆和车床刀架之间，调整很麻烦，有时很难找到合适的垫片，耗费较长的辅助时间。垫片数太多或不平整，相互间没有对齐（有悬空或虚垫），会使车刀刚性降低而产生较大振动，影响工件表面粗糙度，甚至会出现啃刀。车刀安装得过高，车刀主后角减小，主后刀面与工件产生较大的摩擦，工件不易切削而且表面粗糙，易产生振动；车刀安装过低，刀刃容易崩裂，加工尺寸不准确，影响刀具的使用寿命，工件的加工质量。

使用普通车床加工零件时，通常使用焊接式车刀，刀块在焊接时，其强度、韧性及耐磨性受到焊接温度变化的影响而降低，另外刀具重磨后需要调整不同厚度的车刀垫。使用数控车床加工零件时，通常使用机夹式车刀块，虽然提高了刀具的强度和耐磨性，但也需要用车刀垫调整车刀高度，当车刀的中心高过高或过低时，加工的工件尺寸精度受到影响，失去了精密机床的作用。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的可调节高度的车刀，车刀块可根据加工需要随时更换，可以更换为便于修磨的整体式高速钢刀块，也可以更换为强度、耐磨性较好的机夹式合金钢刀块，车刀高度可以调节，刀尖可以快速、准确调到车床主轴中心，从而解决目前使用的车刀存在的缺陷。

1 基本实现方案

车刀块采用螺钉夹紧的方式，根据加工需要可随时更换；为了达到快速、准确调节车刀高度，使刀尖对准主轴中心，可调节高度的车刀采用偏心套结构，在刀体座上设计有刻度线，通过旋转偏心套使车刀刀杆上下移动，确保刀尖快速、准确对准主轴中心。保证了车刀整体刚性好，防止出现啃刀、影响工件表面粗糙度、尺寸精度，车削螺纹牙型不正确等加工质量问题。

1.1 车刀块的更换（如下图所示）

1.车刀块 2.刀块紧固螺钉 3.刀杆 4.方形刀座 5.偏心套 6.调整插孔 7.刀杆紧固螺钉

车刀块采用机夹的方式夹紧在刀体上，如上图所示，车刀块1采用刀块紧固螺钉2夹紧的方式固定在刀杆3上，车刀块可有多种结构，根据加工不同材料零件，车刀块可以采用韧性较好便于修磨的整体式高速钢刀块，也可以采用耐磨性较好的机夹式硬质合金刀块，通过刀块紧固螺钉方便更换，不需要从车床刀架上卸下整个刀体。

1.2 车刀高度的调整，如下图所示（图1的俯视图及A向视图）

1.车刀块 2.刀块紧固螺钉 3.刀杆 4.方形刀座 5.偏心套 6.调整插孔 7.刀杆紧固螺钉 8.刻度线 9.豁口

车刀高度的调整采用了偏心套结构，方形刀体座的后部有刻度线，如图2、图3所示，可调节高度的车刀的刀杆3上安装偏心套5，偏心套5安装在方形刀座4上，偏心套5的后部有6个均布的Φ3的圆孔，用于调整车刀的高度，刀杆紧固螺钉7用于紧固刀杆。调整车刀高度时将圆销棒插入调整销孔中向上或向下转动，在偏心套和方形刀座上都有4mm豁口，用于紧固刀杆。

刻度线的刻线原理：基于实际工作需要和便于刻线计算，可调整高度车刀偏心套的偏心距设计为3.6mm，最低点为0mm刻度线，最高点为3.6mm刻度线，每10°一个刻度线，左右对称各18条刻度线，每个刻度线相对高度0.2mm。刻线时刻度线刻在方形刀座的后端面上，基准线刻在偏心套的偏心距最高点上，调整车刀高度时，根据刻度线相对基准线的变化便可准确调整车刀高度。

2 可调高度车刀的安装及使用

安装时根据加工需要先将车刀块用刀块紧固螺钉夹紧在刀杆上，将偏心套外圆柱面插在方形刀座上，再将刀杆插在偏心套的内孔上，紧固刀杆紧固螺钉。

初次使用时先松开刀杆紧固螺栓，根据测量和计算的车刀刀尖与主轴中心高的差值，将圆销棒插在偏心套后部的调整插孔中并转动偏心套，偏心套的旋转带动刀杆在卡槽内上下移动，刀杆上的车刀块也随之上下移动。偏心套上的指针对应方形刀座上的刻度，即可准确知道车刀块位移的距离，调整完毕后拧紧紧固螺栓，达到快速准确的调整车刀高度的效果。

下一次使用相同型号的车床时，不需调整车刀高度，可以直接安装使用。当车刀块的前刀面重磨时，车刀的中心高会有很小的变化，这是只需先松开刀杆紧固螺钉，用圆销棒稍微转动一下偏心套，根据方形刀座的刻度变化值，快速准确的调整车刀高度，提高了工作效率。

3 结束语

可调节高度的车刀提高了对刀的准确性及对刀速度，节省大量的辅助时间，提高了效率；取消了车刀垫，提高了车刀的稳定性和刚性，避免了啃刀现象的发生，提高了加工精度，避免了加工件表面粗糙、螺纹牙型不

正确等问题，保证了产品的质量。

可调节高度车刀具有结构新颖、加工简便、使用方便、提高了工作效率、提高了产品精度等优点，可广泛应用于普通车床、数控车床，其大批量投入市场必将产生积极的社会效益和显著的经济效益，这将是车削刀具的一次创新和革命。

参考文献：

[1]劳动部教材办公室组织编写，车工工艺学[M].北京：中国劳动社会保障出版社，1997.

[2]武，金属切削原理及刀具[M].国防工业出版社，2009.

作者简介：

宋之东（1969-），男，实验师，从事机械加工实践教学工作。