基于SolidWorks仿真设计的镗床单杆多刃刀具

    在现代刀具的制造和使用领域，“效率优先”已经代替了传统的“性能价格比”老概念。近年来生产资料价格的不断升高，迫使制造企业需要通过减少加工成本来保证经济收益。

    普通镗床是用刀杆装夹刀体进行切削加工的，刀体常用材料为高速工具钢和硬质合金。高速钢是综合性能较好、应用范围最广泛的一种刀具材料，俗称白钢、锋钢、风钢等，它具有较好的强度、冲击韧度、工艺性能，可以制造刃形复杂的刀具，如钻头、丝锥、成形刀具、拉刀和齿轮刀具等，可以加工碳钢、合金钢、有色金属和铸铁等多种材料。硬质合金的特点是硬度高、耐磨性好，且在800～1000℃的高温下仍能保持良好的热硬性。镗床的刀具常用该两种材料作为刀体，一般都是单杆单刃，有些也有单杆双刃，使用加工效率低，为此，笔者将其改成单杆三刃、单杆四刃刀具，极大地提高了加工效率。

1 普通镗床刀杆组件的缺点

    在普通镗床上装夹刀具的方法是：把刀体放在刀杆的方槽中，用螺栓锁紧刀体，通过松紧螺栓、移动刀体来控制加工余量，并实现工件的粗加工、半精加工及精加工。但每次换刀要松紧螺栓及移动刀体，非常麻烦和费时，特别是批量加工，效率更低。当然，在大批量加工时，可用拉床拉刀加工孔及方槽等，一般是专业生产厂家才采用。

2 单杆三刃及单杆四刃刀杆组件的设计

    单杆三刃及单杆四刃镗床刀杆组件的设计很简单，单杆三（四）刃刀杆组件是在原镗床刀杆方槽上方10～20mm平行处再开一方槽，并且每个方槽旋转1200(90°)，方槽大小和原方槽大小相同。在开方槽之前，先在相应位置钻孔，然后用方锉锉出方槽，并在相应位置再钻孔、攻丝，安装锁紧螺栓，锁紧刀体，结构如图1所示。

图1 镗床单杆三刃以及单杆四刃刀杆组件

3 刀杆组件的仿真

    笔者在中对刀杆组件进行建模，利用 Simulation对刀具进行应力分析，并且进行优化设计，取得了较好的效果，其模型的应力、应变以及位移分析如图2、3、4、5所示。

图2 镗床单杆单刃刀杆组件的分析图

图3 镗床单杆双刃刀杆组件的分析图

图4 镗床单杆三刃刀杆组件的分析图