CN103406608B - 一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工车削刀具领域，尤其涉及一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀及其使用方法，其特征在于，所述刀刃材料采用W18Cr4V2，淬火后硬度为HRC62~66；所述径向前角α为3o~5o，主后角β为10o~20o，两个侧后角γ均为（3o~5o）±1′；所述刀刃的前刀面上沿径向前角方向设有一个深度由0逐渐变深的凹形排屑槽，凹形排屑槽从前刀面的后部延至刀刃前端，前刀面的后部最深处不大于0.5mm，并使左右切削刃分别形成5o~8o的前角ζ。与现有的技术相比，本发明有益效果是：可以在普通车床上加工出理想的梯形内螺纹，使铜螺母的生产效率和质量得到显著提高。<!--1-->

Description

一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀及其使用方法

技术领域

本发明涉及机械加工车削刀具领域，尤其涉及一种在卧式车床上一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀及其使用方法。

背景技术

铜螺母作为一种传动零件广泛地应用于各种机床设备的进给机构中，如：车床中滑板横向进给、镗床箱体升降、孔床摇臂升、铣床工作台进给等。由于铜螺母的梯形内螺纹在车削加工时的操作过程比较复杂，使铜螺母的生产效率难以提高，经常由于铜螺母无法及时加工出来，致使生产设备处于停机状态，其它加工方法的优缺点如下：

左右切削法：在每次进刀时必须向左或向右进给，在加工中有时还会发生切屑挤在刀具切削刃与另一侧的螺纹已加工表面之间，导致刀具的刃部损伤，并使另一侧已加工表面拉毛，这种方法耗时较多，生产效率低。

分层切削法：粗加工时，将螺纹牙槽分成几层时进行切削，粗加工后，再用精车刀采用左右切削法，分别精车螺纹左右侧面，这种方法也存在耗时较多，生产效率低的问题。一般多用于螺距较大的场合。

直进法车削：优点是：1）生产成本低、生产效率高，只需一把梯形内螺纹车刀，就可以完成铜螺母梯形内螺纹的加工全过程，提高了生产效率。2）操作简便，加工中只需按一定的背吃刀量垂直进给即可。3）螺纹加工后的牙型误差小。4）左右两侧螺纹表面的粗糙度值基本相同。其缺点是1）由于在加工中，三个切削刃同时参加切削，加工中产生的切削阻力以及排屑不畅，常会造成振动、扎刀现象，2）加工切削力大，加工中常可引发自激振动，使螺纹表面粗糙度难以提高。

为了减小加工中的切削阻力，使切屑排出顺畅，以防止加工中自激振动和扎刀现象的产生，常规做法是单纯增大梯形内螺纹车刀的径向前角，这样可以使加工中的切削力在一定的程度上减小，但它不能从根本上解决排屑不畅的问题。其次刀具的径向前角过大，必然使刀具切削部分的强度相应降低，加工过程中容易造成刀具的损坏。另外过大的径向前角，加工中还会导致径向力增大，切削中会将车刀拉入而发生扎刀。再则刀具有了径向前角，会使螺纹刀的切削刃不通过工件轴线，从而使加工出来的螺纹牙型不正确。

发明内容

本发明的目的是提供一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀及其使用方法，克服现有技术的不足，对车刀的前角和前刀面的几何形状做适当改进，解决加工梯形内螺纹效率及精度低的难题，实现在车床上一次成型加工完成梯形内螺纹的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀，包括刀刃和刀杆，刀刃上设有径向前角α、主后角β和两个侧后角γ，所述刀刃材料采用W18Cr4V2，淬火后硬度为HRC62~66；所述刀杆采用45#钢，调质硬度HB280~320；

所述径向前角α为3o~5o，主后角β为10o~20o，两个侧后角γ均为（3o~5o）±1′；

所述刀刃的前刀面上沿径向前角方向设有一个深度由0逐渐变深的凹形排屑槽，凹形排屑槽从前刀面的后部延至刀刃前端，前刀面的后部最深处不大于0.5mm，并使左右切削刃分别形成5o~8o的前角ζ；

所述刀刃的左右两侧刀尖角处分别设有半径0.3~0.5mm的圆弧过渡刃R。

所述一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀的使用方法，包括刀具的装夹和加工时切削参数的选择，其具体操作步骤如下：

1）刀具的装夹：

①必须使车刀的刀尖对准工件的中心，否则会使刀具的前后角发生变化；

②刀尖对称中心线必须与工件轴线垂直，否则车出的螺纹会出现牙型歪斜；

③刀具装夹好后，将车刀放入待加工铜螺母的内孔中，摇大拖板试验是否干涉；

2）加工时切削参数的选择：①粗车阶段：走刀速度为10~15m/min，背吃刀量为0.2~0.3m/min；②精车阶段：走刀速度为5~6m/min，背吃刀量为0.03~0.05mm，加工最后1~2刀的背吃刀量为0（即趟刀），以提高螺纹的加工精度和表面粗糙度。

与现有的技术相比，本发明有益效果是：可以在普通车床上加工出理想的梯形内螺纹。梯形内螺纹的车削加工操作过程更加简单化了，生产效率和质量得到显著提高，有效地缩短了维修过程中对铜螺母的加工时间，提高了检修效率。

附图说明

图1是本发明车刀实施例结构示意图；

图2是图1中沿A-A线的剖视图；

图3是图1的C向视图（对称显示两个侧后角γ）；

图4是图1中沿B-B线的剖视图。

图中：1-刀刃2-刀杆3-凹形排屑槽

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

见图1，是本发明一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀实施例结构示意图，包括刀刃1和刀杆2，刀刃1上设有径向前角α、主后角β和两个侧后角γ，刀刃1材料采用W18Cr4V2，淬火后硬度为HRC62~66；刀杆2采用45#钢，调质硬度HB280~320，在孔径尺寸允许的情况下，尽量增加刀杆的截面积，以增加刀杆的刚性，防止在加工中因刀杆刚性不足引发的振动。

见图2，选择径向前角α为3o~5o，主后角β为10o~20o，当前刀面刃磨出凹形排屑槽3后，车刀前端实际的径向前角会大于3o~5o，使切削时的排屑顺畅，梯形螺纹加工后，对牙型正确性影响较小，且不会降低刀具切削刃的强度。见图3，两个侧后角γ根据螺纹旋向均为（3o~5o）±1′。

见图4，根据螺距大小，刀刃1的前刀面上沿径向前角方向设有一个深度由0逐渐变深的凹形排屑槽3，形成一个前刀刃和左右切削刃共用的卷屑排屑槽，凹形排屑槽3从前刀面的后部延至刀刃前端，前刀面的后部最深处不大于0.5mm，并使左右切削刃分别形成5o~8o的前角ζ，使加工过程中的切削阻力显著减小，由于切削过程中排屑顺畅，切削阻力小，也就不会出现自激振动和扎刀的现象，使螺纹加工后表面粗糙度显著提高；

刀刃1的左右两侧刀尖角处分别设有半径0.3~0.5mm的圆弧过渡刃R，以增加两侧刀尖的强度，避免在加工过程中进刀出刀时崩坏刀尖。

本发明一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀的使用方法，包括刀具的装夹和加工时切削参数的选择，其具体操作步骤如下：

1）刀具的装夹：

①将车刀装夹在普通卧式车床的刀架上，必须使车刀的刀尖对准工件的中心，不能偏高或偏低，否则会使刀具的前后角发生变化，车内螺纹时，若刀具高于中心，会使前角减小，后角增大，车削时形成刮削，容易引发振动；

②刀尖对称中心线必须与工件轴线垂直，否则车出的螺纹会出现牙型歪斜；

③刀具装夹好后，将车刀放入待加工铜螺母的内孔中，摇大拖板试验是否干涉；

2）加工时切削参数的选择：①粗车阶段：走刀速度为10~15m/min，背吃刀量为0.2~0.3m/min；②精车阶段：走刀速度为5~6m/min，背吃刀量为0.03~0.05mm，加工最后1~2刀的背吃刀量为0（即趟刀），以提高螺纹的加工精度和表面粗糙度。

刀具刃磨时注意事项：1）刀尖角对称中心线必须与刀杆垂直，否则车削时会造成刀杆碰伤内孔。2）由于刀具有3o~5o径向前角，刃磨刀具时应采用稍厚一些的样板来测量刀尖角。用透光法检查时，应注意样板要拿得与车刀底平面平行，这样刃磨出来的刀具，可以修正因刀具径向前角而产生的牙型角误差。3）刃磨前刀面上的渐浅凹形槽不可磨得超过左右两侧切削刃和前端切削刃，否则会破坏切削刃的直线性，使加工后的螺纹牙型不正确。

Claims (2)

1.一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀，包括刀刃和刀杆，刀刃上设有径向前角α、主后角β和两个侧后角γ，其特征在于，所述刀刃材料采用W18Cr4V2，淬火后硬度为HRC62～66；所述刀杆采用45#钢，调质硬度HB280～320；

所述径向前角α为3°～5°，主后角β为10°～20°，两个侧后角γ均为(3°～5°)±1′；

所述刀刃的前刀面上沿径向前角方向设有一个深度由0逐渐变深的凹形排屑槽，凹形排屑槽从前刀面的后部延至刀刃前端，前刀面的后部最深处不大于0.5mm，并使左右切削刃分别形成5°～8°的前角ζ；

所述刀刃的左右两侧刀尖角处分别设有半径0.3～0.5mm的圆弧过渡刃R。

2.一种如权利要求1所述一次成型加工铜螺母梯形内螺纹的车刀的使用方法，其特征在于，包括刀具的装夹和加工时切削参数的选择，其具体操作步骤如下：

1)刀具的装夹：

①必须使车刀的刀尖对准工件的中心；

②刀尖对称中心线必须与工件轴线垂直；

③刀具装夹好后，将车刀放入待加工铜螺母的内孔中，摇大拖板试验是否干涉；

2)加工时切削参数的选择：①粗车阶段：走刀速度为10～15m/min，背吃刀量为0.2～0.3m/min；②精车阶段：走刀速度为5～6m/min，背吃刀量为0.03～0.05mm，加工最后1～2刀的背吃刀量为0。