CN108856756B - 一种用于加工滚珠螺纹的刀头及其刀具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于加工滚珠螺纹的刀头，包括本体，所述本体包括设有至少一个刀刃(1)，所述刀刃(1)包括刀尖(2)和两个侧刀口(3)，两个所述侧刀口(3)关于刀尖(2)的尖点与本体中心点的连线左右对称，两个所述侧刀口(3)均设有切割突起(3.1)，所述切割突起(3.1)呈弧状，还公开一种刀具，其特征在于：包括刀具固定段(7)和刀头固定段(8)，所述刀具固定段(7)与刀头固定段(8)一体式连接，所述刀头固定段(8)与一种用于加工滚珠螺纹的刀头可拆式连接。本发明提供一种可以提高生产效率、降低滚珠丝杆选材要求、减少磨削加工的加工量、刀头易更换的一种用于加工滚珠螺纹的刀头及其刀具。

Description

一种用于加工滚珠螺纹的刀头及其刀具

技术领域

本发明涉及加工工具领域，具体涉及一种用于加工滚珠螺纹的刀头及其刀具。

背景技术

滚珠螺纹一般出现在滚珠丝杆上，传统滚珠螺纹一般采用两种方法进行制作，一种是较为常用的冷轧成型技术，通过冷轧的方式直接对滚珠丝杆的滚珠螺纹进行成型，而后再通过热处理等方式对滚珠丝杆的两端进行车削加工或者铣削加工，如公开号CN101224540A的专利，一个滚珠丝杆的成型过程步骤较多，而且对于滚珠丝杆的选材有严格的要求，还需要对滚珠丝杆不同的位置进行不同的工艺加工，使得滚珠丝杆的生产周期长；另一种方式是采用车床先进行车削加工，再进行磨削加工，但车床的刀头结构一直是加工滚珠螺纹的难点之一，一来要保证滚珠螺纹加工的精度，即刀具在车削过程中的稳定性，二来要保证刀头在车削过程的损伤情况，使车削过程产生的滚珠螺纹不会形成差异性，所以在滚珠螺纹的车刀刀头的选择上均上采用焊接式的刀头，然后对刀头进行相应的加工，为保证产品的统一性，刀具在出现磨损后要进行及时的维护，但往往维护后也难以再进行同一种滚珠丝杆的生产加工，就需要更换刀具，使得刀具的更换频率非常高，同时因为刀具在无法满足加工工精度的情况下，会留下较大的余量进行磨削加工，而磨削加工耗时也更长，与车削加工共同造成了滚珠丝杆的生产成本很高，不利于滚珠丝杆的批量生产。

车床的刀头均包括前角γo和后角αo，前角γo是正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角。前角的主要作用是使刃口锋利，且影响切削刀的强度；后角αo是交平面中测量的后刀面与切削平面之间的夹角，后角大，后刀面磨损小，后角大，刀尖强度下降。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服了现在的技术缺陷，提供一种可以提高生产效率、降低滚珠丝杆选材要求、减少磨削加工的加工量、刀头易更换的一种用于加工滚珠螺纹的刀头及其刀具。

本发明的技术方案是，提供一种用于加工滚珠螺纹的刀头，包括本体，其特征在于：所述本体包括设有至少一个刀刃，所述刀刃包括刀尖和两个侧刀口，两个所述侧刀口关于刀尖的尖点与本体中心点的连线左右对称，两个所述侧刀口均设有切割突起，所述切割突起呈弧状。

本发明的有益效果为：一个刀头上至少一个刀刃的设计可以充分利用刀头的结构，节省材料成本，刀刃的设计，是利用刀具通过径向进给切削，刀尖对滚珠螺纹进行沟槽的加工，两个侧刀口对滚珠螺纹进行置球槽的加工，在切削过程中利用刀尖与切削面进行进给切削的初步接触，然后再过渡到两个侧刀口与切削面进行切削接触，减少侧刀口的受力冲击现象，使侧刀口受力得到缓冲，不易损伤，而刀尖在出现损伤时，对刀尖进行维护，并不会影响置球槽的加工，沟槽的精度并不会影响滚珠丝杆的运转，进而保证了置球槽的精度，有效的增加了刀刃的使用寿命，保证了车削的精度，可以减少车削余量，从而可以减少磨削的加工量，减少加工的时间，再有沟槽的设计可以减少滚珠丝杆在运转过程中螺纹面与滚珠的接触面积，一来可以使滚珠与置球槽充分贴合，减少滚珠与滚珠螺纹的接触面积，减少摩擦力，二来可以使避免滚珠螺纹的内径的加工过大，而使滚珠与滚珠螺纹契合度低，造成滚珠脱轨或者卡滞的现象。

作为本发明的一种改进，本体的前角γo＝9°±2°，通过所述改进，前角角度的设计可以有效的使刀头的使用寿命得到最大化，后角的角度设计可以根据螺旋角的角度来确定角度大小。

作为本发明的一种改进，本体的后角αo＝11°±2°，通过所述改进，可以有效的使刀头有使用寿命得到最大化。

作为本发明的一种改进，所述刀尖呈圆弧状，通过所述改进，并不会影响刀头在径向切削的切削力，同时还保证在切削过程中从刀尖转移到侧刀口的过程中比较顺畅，受力平均，刀头不易崩断。

作为本发明的一种改进，所述刀尖的尖点与本体中心点的连线为对称线，位于对称线一侧所述的切割突起的圆心在位于对称线的另一侧，位于对称线另一侧所述的切割突起的圆心在对称线的一侧，通过所述改进，在加工情况下，侧刀口的圆弧半径大于滚珠的半径，所以该设计依旧可以满足滚珠放置到置球槽内的要求，同时，也使唤滚珠与置球槽仅为两点接触，接触面积小，有利于滚珠的滚动，而在该结构下置球槽与滚珠之间的夹角相较于两个侧刀口在同圆心的情况下或者两个侧刀口与其对应的圆心在对称线的同一侧的情况下所形成的置球槽与滚珠之间的夹角会偏小，可以更有效的防止滚珠出现脱轨的现象。

作为本发明的一种改进，所述切割突起与本体的侧棱的延长线相交或者相离，通过所述改进，便于刀头在有多个刀刃情况下的安装，可以避免侧刀口在安装情况下受损的情况，还可以避免刀头安装后固定不完全，在切削过程出现刀头偏移的情况。

本发明的技术方案是：提供一种刀具，其特征在于：包括刀具固定段和刀头固定段，所述刀具固定段与刀头固定段一体式连接，所述刀头固定段与权利要求1-5任一项权利要求所述的一种用于加工滚珠螺纹的刀头可拆式连接。

本发明的有益效果为：刀头的高精度加工能力和刀头的可拆式连接可以有效的保证滚珠螺纹精度的情况下用于加工滚珠螺纹，同时在刀头损坏的情况下易于更换刀头或者刀刃。

作为本发明的一种改进，所述可拆式连接指的是，所述刀头固定段上设有刀头固定台，所述刀头固定台上设有用于固定刀头的螺纹孔，所述刀头上设有与螺纹孔同轴并与固定件相配合以固定刀头的通孔，所述刀头通过紧固件穿过通孔与螺纹孔螺纹连接固定，通过所述改进，使刀头固定更牢固，拆卸更方便。

作为本发明的一种改进，所述刀具固定段和刀头固定段之间还设有工具夹持段，所述工具夹持段的周向上设有工具夹持槽，所述工具夹持槽用于与扳手配合用于拧紧或者拆卸刀具，通过所述改进，便于刀具的安装与拆卸，使刀具固定更牢固，不会在加工过程中出现晃动的情况。

作为本发明的一种改进，所述刀头固定台靠近刀具轴线的一端设有护刀槽，通过所述改进，可以在一个刀头上设有多个刀刃时，保护非加工刀刃，同时也保护了刀头与刀具配合紧密性，避免刀头的侧边无法同时贴合刀头固定台的侧边，而在加工时出现刀头晃动的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明刀头结构示意图(虚线为圆心辅助观察线)。

图2是本发明刀头结构侧视示意图。

图3是本发明刀具结构示意图。

图4是本发明滚珠螺纹切削截面结构示意图。

图5是本发明图4中Ⅰ部放大结构示意图(滚珠与滚珠螺纹接触情况示意图)。

图6是本发明刀头结构示意图(虚线为延长线辅助观察线)。

其中，附图标记为：1、刀刃，2、刀尖，3、侧刀口，3.1、切割突起，4、对称线，5、通孔，6、刀具，7、刀具固定段，8、刀头固定段，8.1、刀头固定台，8.2、螺纹孔，9、工具夹持段，9.1、工具夹持槽，10、护刀槽，11、滚珠丝杆，12、沟槽，13、置球槽，14、滚珠。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1-2所示，一种用于加工滚珠螺纹的刀头，包括本体，本体包括设有两个刀刃1，刀刃1包括刀尖2和两个侧刀口3，两个侧刀口3关于刀尖2与本体中心点的连线左右对称，侧刀口3包括切割突起3.1，切割突起3.1呈弧状，本体的前角γo＝7°，本体的后角αo＝11°，刀尖2呈圆弧状，刀尖2的尖点与本体中心点的连线为对称线4，位于对称线4左侧的切割突起3.1的圆心在对称线4的右侧，右侧的切割突起3.1的圆心在对称线4的左侧，即左侧的切割突出3.1与其圆心的连线和右侧的切割突出3.1与其圆心的连线相交，如图6所示，切割突起3.1与本体的侧棱的延长线相离，侧棱指的是与切割突起3.1同侧相连的一边。

如图3所示，一种刀具，包括刀具固定段7和刀头固定段8，刀具固定段7与刀头固定段8一体式连接，刀头固定段8与一种用于加工滚珠螺纹的刀头可拆式连接，可拆式连接指的是刀头固定段8上设有刀头固定台8.1，刀头固定台8.1上设有用于固定刀头的螺纹孔8.2，刀头上设有与螺纹孔8.2同轴并与螺钉相配合以固定刀头的通孔5，刀头通过螺钉穿过通孔5与螺纹孔8.2螺纹连接固定，刀具固定段7远离刀头固定段8的一端设有用于将刀具6固定在车床刀座上的螺纹柱，刀具固定段7和刀头固定段8之间还设有工具夹持段9，工具夹持段9的周向上设有工具夹持槽9.1，工具夹持槽9.1用于与扳手配合用于拧紧或者拆卸刀具6，刀头固定台8.1靠近刀具6轴线的一端设有护刀槽10。

刀具6也可以通过螺钉、夹块等结构固定在刀座上。

如图4、图5所示，车削加工后进行小余量磨削加工出来的滚珠螺纹包括沟槽12、置球槽13，沟槽12可以减少滚珠丝杆11在运转过程中螺纹面与滚珠14的接触面积，一来可以使滚珠14与置球槽13充分贴合，减少滚珠14与滚珠螺纹的接触面积，减少摩擦力，二来可以使避免滚珠螺纹的内径的加工过大，而使滚珠14与滚珠螺纹契合度低，造成滚珠14脱轨或者卡滞的现象；置球槽13的设计可以更有效的防止滚珠14出现脱轨的现象。

可拆式连接还可以是刀头安装到刀头固定台8.1上，通过压块压住刀头，压块再通过螺钉等紧固件固定到刀头固定台8.1上。

切割突出3.1也可以与侧棱相切。

前角γo也可以使用7°～11°的任意角度。

后角αo也可以根据螺旋角的角度来确定大小。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于加工滚珠螺纹的刀头，包括本体，其特征在于：所述本体包括设有至少一个刀刃(1)，所述刀刃(1)包括刀尖(2)和两个侧刀口(3)，两个所述侧刀口(3)关于刀尖(2)的尖点与本体中心点的连线左右对称，两个所述侧刀口(3)均设有切割突起(3.1)，所述切割突起(3.1)呈弧状，所述刀尖(2)的尖点与本体中心点的连线为对称线(4)，位于对称线(4)一侧所述的切割突起(3.1)的圆心在位于对称线(4)的另一侧，位于对称线另一侧所述的切割突起(3.1)的圆心在对称线(4)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于加工滚珠螺纹的刀头，其特征在于：本体的前角γo＝9°±2°。

3.根据权利要求1所述的一种用于加工滚珠螺纹的刀头，其特征在于：本体的后角αo＝11°±2°。

4.根据权利要求1所述的一种用于加工滚珠螺纹的刀头，其特征在于：所述刀尖(2)呈圆弧状。

5.根据权利要求1所述的一种用于加工滚珠螺纹的刀头，其特征在于：所述切割突起(3.1)与本体的侧棱的延长线相交或者相离。

6.一种刀具，其特征在于：包括刀具固定段(7)和刀头固定段(8)，所述刀具固定段(7)与刀头固定段(8)一体式连接，所述刀头固定段(8)与权利要求1-5任一项权利要求所述的一种用于加工滚珠螺纹的刀头可拆式连接。

7.根据权利要求6所述的一种刀具，其特征在于：所述可拆式连接指的是，所述刀头固定段(8)上设有刀头固定台(8.1)，所述刀头固定台(8.1)上设有用于固定刀头的螺纹孔(8.2)，所述刀头上设有与螺纹孔(8.2)同轴并与固定件相配合以固定刀头的通孔(5)，所述刀头通过紧固件穿过通孔(5)与螺纹孔(8.2)螺纹连接固定。

8.根据权利要求6所述的一种刀具，其特征在于：所述刀具固定段(7)和刀头固定段(8)之间还设有工具夹持段(9)，所述工具夹持段(9)的周向上设有工具夹持槽(9.1)，所述工具夹持槽(9.1)用于与扳手配合用于拧紧或者拆卸刀具(6)。

9.根据权利要求7所述的一种刀具，其特征在于：所述刀头固定台(8.1)靠近刀具(6)轴线的一端设有护刀槽(10)。

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