劉潘儒

摘 要：著眼于實(shí)際中的一種帶柄異形棒材刀片的制造，針對(duì)其柄部延伸面以往簡(jiǎn)單粗糙的加工方法（劃線對(duì)刀柄打磨相結(jié)合），對(duì)刀片圖紙進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和討論，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算，提出了兩個(gè)重要而簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，結(jié)合特定的工裝和機(jī)床，得出了該刀片柄部延伸面的詳細(xì)的加工流程，使得實(shí)際加工簡(jiǎn)單易行。

關(guān)鍵詞：異形刀片；交匯線；刃口；三維模型；工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TH162+.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2095-7394（2015）04-0001-04

0 引言

帶柄異形刀片是一種剪切棒線材的小型刀片，在棒材廠軋鋼車(chē)間生產(chǎn)線上，一般剪切小規(guī)格熱軋帶肋鋼筋，一般設(shè)計(jì)刀片材質(zhì)為4Cr5WMoVSi，硬度為HSD63～68，剪切斷面Φ10～32mm，剪切溫度≥700℃，軋件速度10～18m/s，適用于普通熱軋鋼筋成品倍尺剪切[1]。在刀片家族中，它的使用量雖不及圓刀片或矩形刀片多，但也不可或缺，在實(shí)際剪切時(shí)，首先由柄部圓弧導(dǎo)向，上下刀片刃口逐步相互靠近形成咬合，最終使得剪切順利完成。相對(duì)于圓形或者矩形刀片其形狀比較復(fù)雜，所以在實(shí)際的機(jī)械制造過(guò)程中，柄部延伸面的計(jì)算與加工就比較困難。柄部以往傳統(tǒng)加工方法是劃線對(duì)刀和打磨相結(jié)合，打磨量較大，實(shí)際也不很光整，而刀片柄根部理論上要求光滑平整，所以就需要科學(xué)的數(shù)據(jù)和方法。本文針對(duì)這類(lèi)刀片的柄部延伸面，較為詳細(xì)的分析了其刀片圖紙，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算，提出了兩個(gè)重要而簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，結(jié)合特定的工裝和機(jī)床，得出了該刀片柄部延伸面的詳細(xì)的加工流程，使得實(shí)際加工簡(jiǎn)單易行。

1 異型刀片及其工藝的簡(jiǎn)介

圖1就是一種典型的帶柄異形刀片，柄部導(dǎo)向?yàn)镽100，其中刃口后角面與導(dǎo)向柄斜面相互延伸形成了復(fù)合交匯線即為刀柄根部，為了便于理解，我們也造出了它的三維模型，如圖2。

圖1

圖2

那么形成交匯線的兩斜面在實(shí)際中是如何計(jì)算與加工的呢？在現(xiàn)在三維造型軟件盛行的時(shí)代，解決它的計(jì)算當(dāng)然是不成問(wèn)題的，但是實(shí)際操作中還是比較麻煩，每次角度稍有變化都要打開(kāi)三維軟件，然后再造型測(cè)量，是否有一二個(gè)公式可以直接計(jì)算呢？答案是：有。

具體要從刀片的加工工藝過(guò)程說(shuō)起：1.銑六方；2.劃線，鉆孔；3.銑刃口面，銑柄部斜面（非延伸部）；4.上工裝，銑后角面（不及柄部根延伸部）；5.上工裝，擺一角度，銑后角面（柄根延伸部，后角面成），扳銑頭銑柄根延伸部（刀柄斜面成）；6.檢驗(yàn)；7.淬火；8.磨，打磨，檢驗(yàn)入庫(kù)等。

其它過(guò)程都很簡(jiǎn)單，難點(diǎn)就是第5道工序，具體過(guò)程參看圖3。首先需要一個(gè)斜度工裝2，使得刃口后角面水平，然后刀片1連同工裝2一起相對(duì)于工作臺(tái)水平橫向偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度x，以便端銑后角面（柄根延伸部），隨后裝夾不動(dòng)，銑頭3擺動(dòng)一角度y，在銑床X53縱向側(cè)銑出柄根延伸部。

江蘇理工學(xué)院學(xué)報(bào)第21卷

2 加工中兩個(gè)重要參數(shù)的計(jì)算

2.1 裝刀工裝水平偏轉(zhuǎn)角度x的計(jì)算

其實(shí)角度x就是，在后角平面上刀柄斜面和后角面的交線（如圖1中R3根部斜線）與縱軸線的夾角。首先我們根據(jù)刀片柄根部形狀構(gòu)造一個(gè)四面體ABCD，如圖4，面ABC為后角面，面ABD為刃口大平面，AB為交匯刃口線，則∠ADB為刀柄斜面角度（即如圖1中15°位置），設(shè)為α，∠CBD，為兩面夾角（即如圖1中90°-25°的位置），設(shè)為β，則∠ACB即為要計(jì)算的角度x。根據(jù)解析幾何[2]，tanx=ABBC=tanα·BDBD/sinβ=tanα·sinβ，所以工裝擺角x=arctan（tanα·sinβ）。

圖1中，x=13.6°（α=15°，β=65°）。

2.2 銑頭擺動(dòng)角度y的計(jì)算

圖4中角度y′是后角面與刀柄斜面內(nèi)延伸面的夾角。顯然y=180°-90°-y′，要求y需要先求出y′，同樣在四面體ABCD內(nèi)，設(shè)點(diǎn)B在面ACD上的投影點(diǎn)為點(diǎn)D′，因?yàn)槊鍭BD與面ACD垂直，所以點(diǎn)D′就落在直線AD上，顯然線BD′垂直于面ACD，也垂直于面內(nèi)直線AC，所以過(guò)直線BD′作一平面垂直于直線AC，交點(diǎn)設(shè)為C′，顯然∠BC′D′即為要計(jì)算的角度y′。根據(jù)解析幾何[2]，tany=ctany′=tan∠C′BD′=D′C′/BD′=sin∠C′AD′/tan（90°-α）=tanα·sin arctan（tanβ/cosα），所以銑頭擺動(dòng)角度y=artan{tanα·sinarctan（tanβ/cosα）}，實(shí)例圖1中，y=13.6°（α=15°，β=65°）。

圖4

3 結(jié)語(yǔ)

本文著眼于實(shí)際中的一種帶柄異形棒材刀片的制造，針對(duì)其柄部延伸面以往簡(jiǎn)單粗糙的加工方法，對(duì)刀片圖紙進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析和討論，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算，提出了兩個(gè)重要而簡(jiǎn)單的計(jì)算公式，結(jié)合特定的工裝和機(jī)床，得出了該刀片柄部延伸面的詳細(xì)的加工流程，使得實(shí)際加工簡(jiǎn)單易行。

在實(shí)際應(yīng)用中，利用本文提出的公式，在計(jì)算器的幫助下，一分鐘就可以得出x，y，方便快捷，簡(jiǎn)單而科學(xué)，使操作者思路清晰，同時(shí)，也降低了打磨工的工作量，產(chǎn)品的表面質(zhì)量也得到了提高。

同時(shí)，對(duì)操作者還有兩點(diǎn)需要提醒：一是在刀片工裝裝夾好，動(dòng)刀之前，對(duì)首件可以用靠表檢驗(yàn)柄部斜面（非延伸部）是否跳動(dòng)（兩個(gè)垂直方向檢驗(yàn)），因?yàn)槭且粋€(gè)面所以不應(yīng)該跳動(dòng)太大；二是因牽涉到接刀，所以后面一刀要細(xì)心點(diǎn)，不能有明顯的臺(tái)階，而根部圓角一定要光滑過(guò)渡，以防止淬火應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋。

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Computing and Processing of the Handle Portion Extending Surface for a Bar Blades with Special-shaped Handle

LIU Pan-ru

（Changzhou Baoling Heavy & Industrial Machinery Limited Company，Changzhou 213019，China）

Abstract：Focusing on the manufacturing for a bar blades with special-shaped handle in practice and aiming at the past simple rough methods——scribbling，setting blade and grinding，and machining handle portion extending surface of the blade——this paper analyses and discuses the blade plans，and based on the mathematical calculations，gives two important but simple calculation formula for the specific tooling and machine tool，obtains a detailed machining process for the handle portion extending surface of bar blade，making the machining method simple and easy in practice.

Key words：special-shaped blade；intersection line；cutting edge；three dimensional model；techniques

責(zé)任編輯 祁秀春