刀具中微调镗刀的设计与制造

　　微调镗刀是精密孔加工中*的重要刀具，其加工孔的精度能达到IT6级，表面粗糙度可达到’Ra0.8～1.6µm，常见的型式有螺纹式微调镗刀、偏心式微调镗刀、滑槽式双刃镗刀以及浮动镗刀等。一般为了使孔获得高的尺寸精度，微调镗刀它有个精密游标刻线的指示盘，指示盘同装有镗刀的心杆组成一对精密丝杆螺母副机构，当转动螺母时，装有刀头的心杆即可沿定向键作直线移动，籍助游标刻度可达0.001mm，镗刀的尺寸也可在机床外用对刀丁预调。这些微调镗刀各具特点，在实际生产中得到广泛应用，其中螺纹差动式微调镗刀构思新颖，微调精度高，可自动消除螺纹间隙，是一种具有发展前途的微调镗刀。本文重点介绍该刀具的设计与制造要点。
　　
　　1螺纹差动式微调镗刀的设计与制造
　　
　　微调镗刀由刀头体1、内螺纹导向套3、调节套6等组成，安装在镗刀杆2上，其中调节套6与内螺纹导向套3的联接螺纹为M27×1.5-7H，而刀头体连接螺纹8与调节套6的联接螺纹为M12×1.25-6H（左）。为了防止内螺纹导向套3的转动和移动，分别采用一个径向紧定螺钉4和一个轴向紧定螺钉7。为了确保刀头体的轴向导向移动和固定不动，采用了两只紧定螺钉9、10。
　　
　　1.刀头体2.镗刀杆3.内螺纹导向套4.径向紧定螺钉5.弹簧
　　
　　6.调节套7.轴向紧定螺钉8.刀头体联接螺钉9.紧定导向螺钉10.压紧螺钉
　　
　　图1螺纹差动式微调镗刀结构
　　
　　为了消除联接螺纹M27×1.5-6H的间隙，采用了压缩弹簧5。弹簧5的作用是使调节套6向右运动，微调时调节套6的外螺纹M27×1.5的右侧面与内螺纹导向套M27×1.5的左侧面相接触，该弹簧力的作用方向与刀具在切削中产生的挤压力方向是一致的，所以镗刀工作时不会松动，该力经过径向和轴向紧定螺钉4、7，直接传至镗刀杆2上（见图2）。
　　
　　图2弹簧5的间隙消除原理
　　
　　在对调节套6进行微调时，由于该联接的外螺纹M27×1.5是右旋螺纹，故当其顺时针转动一周时，将使刀头体向左（前）移动1.5mm；与此同时由于调节套与刀头体连接的螺纹M12×1.25是左螺纹，在其顺时针转动一周时，该左螺纹又将使刀头体向右（后）移动1.25mm，所以此时刀头体的实际移动为
　　
　　L=1.5-1.25=0.25（mm）
　　
　　即镗刀实际只前伸0.25mm。由于调节套6右端面上有等分刻度50格，所以旋转调节套6每微调一格时镗刀的进刀量为
　　
　　0.25÷50=0.005（mm/格）=5µm/格
　　
　　2螺纹差动式微调镗刀的制作要点
　　
　　1）刀头体1及刀头体联接螺纹8选用35CrMoA材料，这种材料的强度和韧性较高（硬度为30-38HRC），材料淬火变形小，高温下蠕变强度高，可在600℃温度下长期工作。
　　
　　2）调节套6宜选用40Cr材料，此材料含碳适中，综合机械性能良好，淬透性好，热变形小，热处理调质硬度为260-290HBS。
　　
　　3）内螺纹导向套3选用20Cr材料，并在其内螺纹M27×1.5表面和内孔f20表面采用渗碳或渗氮，使其内表面硬度达55-58HRC；外圆表面不作渗碳或渗氮处理，其硬度为22-25HRC，与镗刀杆2的硬度相近。
　　
　　4）内螺纹导向套3的两个外圆柱表面，分别选用f26H7/k6，f34H9/d9；f26H7/k6为装配基准孔，两外圆柱表面和内孔的不同轴度允差为0.01mm以内，否则将会产生装配应力。内螺纹导向套3的内孔与刀头体的外圆配合选用f20H8/g7较好，以确保刀头体在切削时不易产生振动。
　　
　　5）调节套6与刀头体联接螺纹M12×1.25-6H（左），其内外螺纹应按DH，Dh精度加工，此时内外螺纹的配合间隙为Xmin=EI-es=0，可提高其调节精度，减少螺纹间隙。
　　
　　6）弹簧5选用60SiMn，硬度为45-50HRC，弹簧的规格为1.6×24&time;12，n=3圈，预压力约为50－60N。
　　
　　7）两只紧定导向螺钉的下圆柱表面采用20Cr，进行渗碳处理，其紧定导向圆柱部分的尺寸与刀头体键槽宽度的配合采用，渗碳表面为50-55HRC。