CN101200006A - 一种方牙内螺纹挑扣刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方牙内螺纹挑扣刀，其特征在于该刀在同一刀杆中安装有3把不同功能的刀头，第一刀头为初切刀头，第二刀头是窄形90°车刀刀头，第三刀头为成型精车刀刀头，第一刀头和第三刀头轴向安装，第二刀头法向安装，三把刀头的轴向间距相等。本发明车刀一次行程可连续完成方牙内螺纹切削加工任务，具有设计巧妙。结构简单，调整容易，刃磨方便，加工效率大幅高等特点。

Description

一种方牙内螺纹挑扣刀

技术领域

本发明涉及一种机械加工用车刀，具体为一种方牙内螺纹挑扣刀，主要用于精密光学仪器的变焦螺母加工生产，国际专利主分类号拟为Int.Cl B27B27/00(2006.01)。

背景技术

一般情况下，车削螺距在4mm以内的方牙内螺纹，不分精车削和粗车削，而是采用直进的切削方法，一把车刀就能完成切削加工；车削螺距4mm以上的内螺纹，则通常采用两把车刀来完成切削加工；而对于特大螺距的螺纹则需要使用三把车刀：一把粗车刀(切削正面)和两把小于90°的反正偏刀(切削两个侧面)，才能完成加工任务(参见图1)。

按传统的加工方法，加工精密的方牙内螺纹需要4道切削工序、2道测量工序和3道对刀工序。这种加工方法需要耗费很多工时，批量生产，效率很低，显然不经济，且产品质量的稳定性和一致性也难于保证。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，设计一种方牙内螺纹挑扣刀，该挑扣刀大大提高了加工效率。

本发明解决所述技术问题的技术方案是：设计一种方牙内螺纹挑扣刀，其特征在于该刀在同一刀杆中安装有3把不同功能的刀头，第一刀头为初切刀头，第二刀头是窄形90°车刀刀头，第三刀头为成型精车刀刀头，第一刀头和第三刀头轴向安装，第二刀头法向安装，三把刀头的轴向间距相等。

与现有技术相比，本发明车刀一次行程可连续完成方牙内螺纹切削加工任务，具有设计巧妙。结构简单，调整容易，刃磨方便，加工效率大幅高等特点、

附图说明

图1为本发明方牙内螺纹挑扣刀一种实施例的形状结构示意图；

图2为本发明方牙内螺纹挑扣刀一种实施例的加工过程示意图；

图3为本发明方牙内螺纹挑扣刀一种实施例的车刀角度变化示意图；

图4为本发明方牙内螺纹挑扣刀一种实施例的车刀安装角度示意图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图进一步叙述本发明：

本发明设计的一种方牙内螺纹挑扣刀(以下简称车刀，参见图1-4)，其特征在于该刀在同一刀杆中安装有3把不同功能的刀头，第一刀头为初切刀头，第二刀头是窄形90°车刀刀头，第三刀头为成型精车刀刀头，第一刀头和第三刀头轴向安装，第二刀头法向安装，三把刀头的轴向间距相等。

本发明所述的车刀的特征是在同一刀杆中安装有2把或2把以上具有不同功能的刀头。这些刀头可连续完成特定任务的车削加工，因此也可以称为接力车刀。根据车刀上刀头数量的不同，可以把具有2把刀头的车刀称为二接力车刀，具有3把刀头的车刀称为三接力车刀等。实施例所述的方牙内螺纹挑扣刀就是一种三接力车刀。下面就以三接力车刀的设计方案为例进一步叙述本发明。本发明车刀同加固式螺纹刀的形式相似，在同一刀杆中分别安装3把不同功能的刀头T1、T2和T3。3把刀头在切削中各自分担不同的剔除部分(参见图2)，其中描黑的部分从左到右依次为三把刀T1、T2、T3剔除材料的部分，三条虚线代表三次进刀过程，T1剔除部分给下一把刀头留出了反削空间。由于扩展了反削空间，冷却液可顺利到达切削点。由于三把刀T1、T2、T3结构设计合理，排屑通畅，冷却及时，因而切削区温度不高，增加了刀具的耐磨性，提高刀具的寿命。

本发明方牙内螺纹挑扣刀的具体设计如下：

本发明车刀在同一刀杆中固装有3把刀头，第一刀头为初切刀(T1)，加工时，它完成1×60°梯形沟槽的工作，切削力很小，不会产生很大的震动，同时也为第三刀头(T3)开辟了容屑和冷却透液的空间；第二刀头(T2)是一把窄形90°的车刀，完成60°梯形槽两侧30°×1剔除量的工作，车削结果形成窄形方槽；第三刀头是一把成型精车刀，它剔除T1、T2形成窄槽后两侧余下20丝的加工余量，完成方牙内螺纹的成型任务，达到图纸设计要求。

所述的T1、T2、T3三把刀头根据不同的功能，确定不同的安装方法。T1、T3轴向安装，T2是法向安装，T2的方孔以轴线为基准，偏斜一个螺纹螺旋角(λ角)，也可以将方孔制做成与刀杆轴线平行而将刀头磨成λ角。所述λ角的按下式计算：

tgλ＝t×n÷3.14×d2，d2＝d-h(m)

式中：λ-螺纹螺旋角(°)、t-螺距(mm)、n-螺纹头数、d2-螺纹中径(mm)、d-公称直径、h-牙形高度(mm)。

例如；设计一单头方牙螺纹，其公称直径d为28mm，螺距t为10mm，牙形高h为3mm，其螺旋角λ应当为：

螺纹中径d2＝d-n＝28-3＝25(mm)，tgλ＝10×1÷3.14×25，

故螺纹螺旋角λ＝7.26°。

T3刀是一把精车的成型刀，由于车刀进给量大，影响螺纹两侧的粗糙度，因而需要在两个副切削刃顶端，加一点过度刃起修光作用，过度刃大小由进给量决定(见图4)。为了防震求稳，前角选择γ＝0°。另外需要说明的是，刀杆的长度和直径与被加工工件有关，在加工4毫米以下的工件时，要去掉带λ角的第二把刀头。

在切削时，车刀对工件的相对位置，由于受螺旋运动的影响，会使车刀的前角和后角发生变化，即车刀的实际工作角度不等于静止状态的角度。它包括：

1.车刀后角的变化

以外罗纹刀为例：α为螺纹的牙形角，α1和α2分别为车刀静止时主截面的主后角和副后角。在切削右螺纹时，车刀在主截面内的工作后角α_o值不等于静止后角，即：α_o左＝α2-λ；α_o右＝+λ。在切削普通三角螺纹时，α＝60°，由于导程(或螺距)较小，因此螺旋角λ也较小，车刀后角的设计可以不考虑螺旋角度的影响，而将车刀两侧制成相同的后角，即α1＝α2。

但是，在车削方牙形螺纹时，因它的螺旋角度较大，车削时右刀刃一边的后角增大，左刀刃一边的后角减小。为了防止车刀的后角面与螺纹表面摩擦，应把车刀的后角加上或减去一个螺旋角(λ)角，右面后角减小一个(λ)角，这样才能顺利的进行切削。

2.车刀前角的变化

由于螺旋运动的影响，切削时的前角γ也发生了变化。例如，车刀前角γ＝0°，而在切削右螺纹时，左刀刃的前角为0°-λ。但是这时左右两侧刀刃上的前角差距很大，在右侧刃上的前角为负角，刃口是在刮削而不在切削。在左侧刃上的前角很大，虽然切削条件很好，但由于楔角过小，降低了刀刃的强度。此外，由于两侧刀刃的角度不同，作用在两侧刀刃上的切削力也就不同，使车刀受扭力，同时也使磨损情况不一致，降低了车刀的寿命，并使螺纹两侧面的粗糙度也不一样。

为了平衡两刀刃的负荷，改善切削条件，本发明车刀设计了车刀前刀面倾斜λ角，即垂直于螺纹中径处的螺旋线(图4乙)，这种设计可使左右两侧刀刃的工作前角均等于零度，克服因车刀前刀面的倾斜而产生的弊病。现在车刀的工作前角虽然相等，而车削的螺纹牙形却不成直线形而是曲线形(图4丙)，影响了螺纹的精为度。为解决此矛盾，在粗车螺纹时，采用法向安装车刀(图4乙)，精车时采用轴向安装的车刀(图4甲)，这种设计既能顺利的进行粗车，又能保证精车后的螺纹牙形准确。

3.车刀径向前角和刀尖的选择

车刀的径向前角γ径的选择，要根据切削条件而定。为了使加工的螺纹牙形准确，通常把车刀径向前角磨成γ径＝0°，粗加工时，可按照加工件的材料及机床性能来选定径向前角γ径。本发明实施例针对加工材料是黄铜，要求稳定和消震，因此选用车刀径向前角γ径＝0°。

本发明车刀设计符合切削理论根据，经过试验和生产实践，产品完全能够达到用户图纸的精度要求，符合尺寸公差和形位公差的一致性，特别是节省了大量的辅助工时，提高了生产效率。

本发明车刀具不仅适用于方牙内螺纹的加工，而且还可适应于其他大螺距螺纹的齿形加工。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (3)

1.一种方牙内螺纹挑扣刀，其特征在于该刀在同一刀杆中安装有3把不同功能的刀头，第一刀头为初切刀头，第二刀头是窄形90°车刀刀头，第三刀头为成型精车刀刀头，第一刀头和第三刀头轴向安装，第二刀头法向安装，三把刀头的轴向间距相等。

2.根据权利要求1所述的方牙内螺纹挑扣刀，其特征在于该刀的第二刀头的方孔以刀杆轴线为基准，偏斜一个螺纹螺旋角，所述的螺纹螺旋角由下式求出：

tgλ＝t×n÷3.14×d2，d2＝d-h(mm)

式中：λ-螺纹螺旋角(°)、t-螺距(mm)、n-螺纹头数、d2-螺纹中径(mm)、d-公称直径、h-牙形高度(mm)。

3.根据权利要求1或2所述的方牙内螺纹挑扣刀，其特征在于该刀的径向前角为0°。

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