帶自動退刀裝置的內螺紋車削刀具

■河南科技大學林業職業學院 （洛陽 471000） 安存勝

■河南衛華重型機械股份有限公司 （新鄉 453400） 聶福全

1. 問題的提出

在臥式車床上車削如圖1所示盲孔內螺紋時，由于刀具的切削速度較快，而刀具在孔內的進給位置又難以觀察，稍有不慎就可能造成“螺紋切過”或是螺紋刀具與盲孔止端表面相撞的情況，輕則造成工件和刀具的破壞，重則容易發生安全事故，造成操作者的人身傷害，這就需要操作者在進行盲孔內螺紋切削時，一定要集中精力、謹慎操作，從而造成操作者勞動強度高、操作緊張，將會對零件加工質量和生產效率造成一定負面影響。

根據上述情況，如果能在車削盲孔內螺紋時采用帶有自動退刀裝置的螺紋，則可以解決上述加工問題，為此設計了一種專用于切削盲孔內螺紋帶有自動退刀裝置的內螺紋車削刀具，該刀具進行盲孔內螺紋車削時，當刀具切削到要求的深度時，可自動實現刀具的徑向退刀，從而有效避免因螺紋“切過”而可能造成的各種安全隱患，從而降低操作者勞動強度，提高盲孔內螺紋的切削質量和生產效率。

2. 刀具結構特點

圖1 盲孔內螺紋示意圖

刀具結構如圖2所示，屬于一種帶有機械式自動退刀裝置，適用于車削盲孔內螺紋的內螺紋車刀。主要由蓋板、拉簧銷、拉簧、扳手、刀體、定位柱、彈簧、定位臂、退刀限位調節螺釘、刀具緊固螺釘、刀具、小刀排、拉簧銷、圓柱定位螺釘、蓋板緊固螺釘墊片、拉簧銷在刀體移動圓弧槽及工件組成。按功能劃分為切削裝置、退刀裝置和刀具本體三大部分。其中切削裝置主要由刀具14、小刀排1及刀具緊固螺釘13組成，刀具材料采用YG6硬質合金，具有較高的耐磨性及好的抗沖擊韌性，小刀排材料為T8A高碳工具鋼，熱處理后硬度要求為46~52HRC。

圖4 刀具使用示意圖

圖2 刀具結構示意圖

刀體部分主要由刀體8、蓋板4及蓋板緊固螺釘15組成，刀體材料為45鋼，經調質處理硬度為26~32HRC。退刀裝置主要由拉簧銷5、拉簧6、扳手7、刀體8、定位柱9、彈簧10、定位臂11、退刀限位調節螺釘12組成，其中定位柱9材料為40Cr，熱處理后硬度為40~42HRC。彈簧10安裝在刀體8內圓柱孔中，定位柱9安裝在刀體上圓柱孔中彈簧左側，其中定位柱右端小端外圓插入進彈簧內圈中。定位柱與孔之間采用了間隙配合方式，在彈簧10的作用下，定位柱9可在刀體8圓柱孔中作自由軸向滑動。在刀體外圓中間部位上開有一直通腰形槽，如圖3所示，定位臂11通過此槽間隙以螺紋聯接的方式安裝在定位柱9上，退刀限位調節螺釘12采用螺紋聯接方式聯接在定位臂11上，并在定位臂另一側采用一螺母，起到緊固和調整位置的作用。刀具14裝配在小刀排1孔中，并采用兩個刀具緊固螺釘13從兩個方向將刀具14緊固在小刀排1上，小刀排1裝配在刀體8前端的裝刀刀槽中，兩者為間隙配合方式，這樣小刀排1可以沿刀體8刀槽滑動。

拉簧銷2以套裝方式安裝在小刀排1上相應孔中，其伸出小刀排1長度部位安裝在刀體8上的環形槽中并與扳手7上的孔配合，扳手7另一部位通過圓柱定位螺釘3固定在刀體8上，扳手7可以沿圓柱定位螺釘3中心旋轉，從而形成一杠桿。拉簧6一側固定在拉簧銷2上，另一側掛緊在裝配于刀體和刀蓋上部的拉簧銷5上，當扳動扳手7時，由于杠桿作用，扳手7帶動拉簧銷2在刀體圓弧槽（見圖3）中滑動，從而帶動小刀排1和刀具14在刀體8裝刀槽中移動。在小刀排1上，靠近定位柱9一側部位有一定位孔，在扳手7的帶動下，當小刀排1移動到刀體8刀槽之間合適位置時，在彈簧10的作用下，推動定位柱9作軸向移動，直到定位柱9一側小圓柱插入并固定到小刀排1上定位孔中，這樣一來，刀具14與刀體8之間就處于切削裝配位置狀態。蓋板4通過蓋板緊固螺釘15固定在刀體上，并與小刀排1之間保持小間隙配合，確保小刀排1在刀體8上裝刀槽內的自由滑動。

圖3 刀體腰形槽示意圖

3. 刀具工作原理和使用方法

如圖4所示，刀具在開始切削前，先將扳手7柄部扳轉，通過杠桿作用，同時利用裝配扳手7和小刀排1上的拉簧銷2，帶動小刀排1向下移動，此時小刀排1上一側的定位孔也向下移動，當小刀排1上定位孔與定位柱9前端頭部位置對照時，由于彈簧10的彈力作用，使定位柱9頭部插入到小刀排1定位孔中，于是小刀排1被限制退回，刀具14位置被固定，刀具處于切削位置，當刀具在工件中切削達到預定深度時，則裝在定位臂11上的退刀限位調節螺釘12與工件外側端面相接觸，由于此時機床處于進給狀態，在進給力的作用下，使定位柱9作相對后移運動，并壓縮彈簧10，直至定位柱9頭部脫離小刀排1上的定位孔，在拉簧6的作用下，小刀排1迅速退回原始位置狀態，即帶動刀具14在刀槽中移動完成自動退刀動作，從而實現一次切削運動。由此循環往復，直至螺紋切削加工完畢。

4. 結語

該刀具采用杠桿―彈簧組成的機械式自動退刀裝置，具有動作可靠、使用方便且易于制做的特點，在車削盲孔內螺紋時能自動退刀，減輕了操作者的緊張情緒和勞動強度，極大地提高了生產工效。