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铣削可转位刀片槽用简易夹具

2020-01-18 00:00690
可转位刀具的加工精度与可转位刀片及刀体上刀片槽几何角度的制造精度密切相关。为了提高刀片槽几何角度的铣削精度及加工效率，我们设计制造了一种精密铣削可转位刀具刀片槽用的简易通用夹具。

1 结构原理

该夹具的结构原理如图1所示。夹具由底座1和工作台2两部分组成。工作台可绕OO转轴转动，其相对于底座底面的仰角范围±25°。工作台上端为一块平板，板面及两侧面有固定定位件及夹紧件用的螺孔。夹具制造时要求底座底面、A面和B面与转轴轴线应保持平行，同时，底座两长侧面、工作台两长侧面也应与转轴轴线保持平行。
可转位刀片槽的加工通常要求满足前角g、刃倾角l和主偏角Kr三个角度的精度要求。该夹具应用复合角原理，利用夹具上的转轴同时满足前角g和刃倾角l的加工精度要求；利用夹具体在铣床床面上的安装角度来满足主偏角Kr的加工精度要求。
复合角原理如图2所示。将待加工的刀体置于夹具工作台上，通过调整工作台的仰角x，同时改变刀体相对于夹具转轴轴线的方位角y，使刀片槽的底面与夹具的下底面平行，此时的x和y即为复合角。

1.底座 2.工作台 3.紧固螺栓 4.转轴
图1
图2
图3
图4
仰角x和方位角y的计算公式为
tgy=tgg/tgl
tgx=tgg/sinl/cosy
如图3所示，夹具工作台的仰角根据仰角x的角度值来调整，方位角y则是夹具上端平板的短侧面与刀具切削平面RB间的夹角。由于RB较短，不便于直接应用方位角y，因此在实际使用中可将y换算为q(称为上方位角)。
q是夹具长侧面与刀体长侧面间的夹角，测量与调整均较方便，且测量与调整误差较小。
由图3可见，用安装角度来保证y角的精度要求，可使刀片槽的测面AB与机床导轨的轨迹线方向一致，此时夹具体的长侧面与机床导轨轨迹线之间的夹角r称为下方位角。
对于正四边形(e=90°)的刀片槽，有
r=y
q=180°-(f+y)
对于正三边形(e=60°)的刀片槽(见图4)，
有
r=y-30°
q=180°-(f+y)

2 使用方法

该夹具的使用方法及步骤如下：
  1. 根据g、l和f计算出x和y，再根据e计算出r和q；
  2. 用角度尺校正仰角x，此时可利用A面和B面作为测量面；
  3. 用角度尺在工作台上端面校准上方位角q，(如为批量加工，可采用专用定位件)；
  4. 在铣床床面上固定一直尺，并有百分表校正，使用与导轨平行，然后用角度尺校准，使直尺与夹具底座之间成r角；
  5. 根据刀体加工部位、机床运动范围以及便于操作及观察的要求，安装定位夹紧件和辅助工具。
加工实践证明，该夹具结构简单，调整方便，通用性强，加工出的刀片槽几何角度精度高，尤其适用于小批量、多品种的可转位刀具生产。此外，该夹具还可用于刀体或其它工件类似倾斜面的铣削加工。
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