CN113857590B - 一种花键加工用插齿刀杆及插齿刀杆加粗方法 - Google Patents

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Abstract

一种花键加工用插齿刀杆及插齿刀杆加粗方法，属于插齿刀杆技术领域，所述插齿刀杆连接固定底座与插齿刀，所述插齿刀杆垂直于轴向的截面由延长后相交能构成等边三角形的三段直线段，和三段圆弧依次间隔相连构成；所述三段圆弧位于以插齿刀杆轴心为圆心、以所述插齿刀杆轴心到固定底座装配孔圆心为半径的圆周上，所述插齿刀杆轴心到三个直线段的距离等于所述插齿刀杆轴心到固定底座装配孔的距。为解决插齿刀杆底座面与刀柄干涉，插齿刀杆刚性不足，使加工外花键过程中插齿刀杆出现不稳定现象的问题，本发明提出的加粗插齿刀杆既能满足底座结构与插齿刀柄的装配要求，又能克服插齿刀杆悬长过长而导致的刚性不足问题。

Description

一种花键加工用插齿刀杆及插齿刀杆加粗方法
技术领域
本发明属于插齿刀杆技术领域，更具体地，涉及一种花键加工用插齿刀杆及插齿刀杆加粗方法。
背景技术
插齿刀杆可用于外花键加工，插齿机对外花键进行插齿加工时，外花键加工过程产生的力比较大，若插齿刀杆悬长较深时(铣床主轴安装的刀具的刀杆伸出去的比较长，缺少支撑是悬伸的)，易产生振刀现象(刀具的刀杆会产生弹性变形)，导致外花键齿向带有锥度，影响加工工件的表面粗糙度与精度。
常规的插齿刀杆垂直于轴向的横截面为圆形，该圆形最小的半径为固定底座装配孔边缘到插齿刀杆圆心距离，最大半径为固定底座装配孔圆心到插齿刀杆圆心距离，该圆性截面的插齿刀杆直径大小还不足以保证插齿刀杆的刚性，因插齿刀杆底座面与刀柄干涉，插齿刀杆刚性不足，使加工外花键过程中插齿刀杆出现不稳定现象。
如公开号为CN113182544A，名为一种用于车削大螺距螺纹的减振刀杆的专利，通过刀杆本体开设圆柱形水平通孔，圆柱形水平通孔自刀头到密封底座依次安装有一个阶梯型格挡块、一枚蝶形减振弹簧、一个橡胶减振块、另一枚蝶形减振弹簧以及一个金属滑块，水平通孔后段连接密封底座，即，通过蝶形减振弹簧与减振块以及阻尼液的共同作用减小车削时产生的振动，该方法改变了原刀杆的与底座之间的连接结构，增加了结构复杂性，且弹簧的使用寿命决定了减振效果有一定的时效性，需要检修装置。
发明内容
针对上述存在的技术问题，本发明公开一种花键加工用插齿刀杆及插齿刀杆加粗方法，在满足插齿刀杆底座面与刀柄装配不干涉的前提下，解决了外花键加工过程中因插齿刀杆悬长过长出现的振刀现象。
本发明采用以下具体的技术方案：
一种花键加工用插齿刀杆，所述插齿刀杆连接固定底座与插齿刀，所述插齿刀杆垂直于轴向的截面由延长后相交能构成等边三角形的三段直线段，和三段圆弧依次间隔相连构成；所述三段圆弧位于以插齿刀杆轴心为圆心、以所述插齿刀杆轴心到固定底座装配孔圆心为半径的圆周上，所述插齿刀杆轴心到三个直线段的距离等于所述插齿刀杆轴心到固定底座装配孔的距。
进一步地，所述插齿刀杆底部设有固定螺纹。
更进一步地，插齿刀通过螺栓、套在螺栓上的垫片和套在螺栓上并与插齿刀匹配的防转圈与所述固定螺纹装配。
更进一步地，所述垫片位于插齿刀和插齿刀杆之间，所述防转圈位于插齿刀内并与插齿刀内壁贴合。
更进一步地，所述螺栓、垫片、防转圈、插齿刀均与插齿刀杆同轴。
进一步地，所述插齿刀杆顶部刀柄与固定底座上的装配孔装配，所述刀柄与插齿机连接。
更进一步地，所述刀柄、固定底座均与插齿刀杆同轴。
进一步地，所述装配孔与插齿刀杆之间存在通过铣刀定制间隙。
一种上述任一一项花键加工用插齿刀杆的插齿刀杆加粗方法，包括以下步骤：
S1：设插齿刀杆垂直于轴向截面的圆心为O、点O到装配孔边缘的距离为半径r1、点O到装配孔圆心的距离为半径r2，以点O位圆心，r1、r2为半径分别作圆O1、圆O2；
S2：在圆O1指向装配孔圆心方向的三条半径上、距离装配孔边缘间隙Rmin处，分别作与三条半径垂直的线A、B、C，线A与圆O2交于a、b两点，线B与圆O2交于c、d两点，线C与圆O2交于e、f两点；
S3：保留线段ab、cd和ef，保留圆弧段bc、de和af，该三条线段与三条圆弧段组成了插齿刀杆的垂直于轴向的截面。
进一步地，固定底座上的三个装配孔共有三个圆心，根据三点定圆原理，确定插齿刀杆垂直于轴向截面的圆心为O。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)花键加工用插齿刀杆能满足底座结构与插齿刀柄的装配要求，解决了插齿刀杆悬长过长而导致的刚性不足问题；
(2)采用蛇头型的刀杆，解决了外花键加工中的振刀现象。
附图说明
图1为本发明花键加工用插齿刀杆仰视剖面结构图；
图2为本发明花键加工用插齿刀杆轴向截面图；
图3为本发明花键加工用插齿刀杆垂直于轴向截面形状确定过程图；
图4为常规插齿刀杆与本发明花键加工用插齿刀杆的垂直于轴向截面形状对比图。
1、固定底座；2、装配孔；3、插齿刀杆；4、固定螺纹；5、常规插齿刀杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明，本发明实施例中采用的原料和方法为本领域常规市购的原料和常规使用的方法。
实施例1
基于固定底座1结构调整插齿刀杆的“身体结构”，固定底座1与刀柄装配，装配孔2位置因适配刀柄无法进行调整，因此插齿刀杆的调整范围受到限制，如图4所示，常规插齿刀杆5垂直于轴向的截面为不影响刀柄与固底座装配的的圆形，但该形状的插齿刀杆直径大小还不能够有效的避免振刀现象。
如图1所示，本实施例公开一种花键加工用插齿刀杆，插齿刀杆3垂直于轴向的截面为三个顶点处由三段圆弧替代的类三角形(类似“蛇头”)，三段圆弧在以插齿刀杆3垂直于轴向的截面的圆心为圆心、以略小于该圆心至固定底座装配孔2边缘距离为半径的圆的圆周上，插齿刀杆3连接固定底座1与插齿刀，作为两者之间的转接部件。
如图2所示，插齿刀杆3底部设有固定螺纹4，插齿刀通过螺栓、套在螺栓上的垫片和套在螺栓上并与插齿刀匹配的防转圈与固定螺纹4装配。螺栓穿过插齿刀与插齿刀杆3底部连接，垫片位于插齿刀和插齿刀杆3之间，防转圈位于插齿刀内并与插齿刀内壁贴合。刀柄、固定底座1、插齿刀杆3、螺栓、垫片、防转圈、插齿刀均同轴。
插齿刀杆顶部刀柄与固定底座1上的装配孔2装配，刀柄与插齿机连接。
采用不同形状插齿刀杆的振刀试验结果如下表1，
表1
Figure BDA0003291662800000031
Figure BDA0003291662800000041
本实施例的“蛇头形”(类三角形)加粗插齿刀杆3的承力效果较直径较小的圆形更好，如上对比发现该形状也较其他形状的刀杆的加工效果好，让刀现象无，振刀影响小，既能满足底座结构与插齿刀柄的装配要求，又能解决插齿刀杆再加工外花键过程中的振刀现象。
实施例2
本实施例公开一种实施例1的花键加工用插齿刀杆的加粗方法，如图3所示，包括以下步骤：
S1：设插齿刀杆垂直于轴向截面的圆心为O、点O到装配孔边缘的距离为半径r1、点O到装配孔圆心的距离为半径r2，以点O位圆心，r1、r2为半径分别作圆O1、圆O2；固定底座上的三个装配孔共有三个圆心，根据三点定圆原理，确定插齿刀杆垂直于轴向截面的圆心为O。
S2：在圆O1指向装配孔圆心方向的三条半径上、距离装配孔边缘间隙Rmin处，分别作与三条半径垂直的线A、B、C，线A与圆O2交于a、b两点，线B与圆O2交于c、d两点，线C与圆O2交于e、f两点；
S3：保留线段ab、cd和ef，保留圆弧段bc、de和af，该三条线段与三条圆弧段组成了插齿刀杆的垂直于轴向的截面。
为刀柄不与装配孔干涉，三个装配孔与插齿刀杆之间应存在间隙，所述间隙Rmin通过铣刀定制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述插齿刀杆连接固定底座与插齿刀，所述插齿刀杆垂直于轴向的截面由延长后相交能构成等边三角形的三段直线段，和三段圆弧依次间隔相连构成；所述三段圆弧位于以插齿刀杆轴心为圆心、以所述插齿刀杆轴心到固定底座装配孔圆心为半径的圆周上，所述插齿刀杆轴心到三个直线段的距离等于所述插齿刀杆轴心到固定底座装配孔的距离与装配孔半径之间的差值。
2.根据权利要求1所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述插齿刀杆底部设有固定螺纹。
3.根据权利要求2所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，插齿刀通过螺栓、套在螺栓上的垫片和套在螺栓上并与插齿刀匹配的防转圈与所述固定螺纹装配。
4.根据权利要求3所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述垫片位于插齿刀和插齿刀杆之间，所述防转圈位于插齿刀内并与插齿刀内壁贴合。
5.根据权利要求4所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述螺栓、垫片、防转圈、插齿刀均与插齿刀杆同轴。
6.根据权利要求1所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述插齿刀杆顶部刀柄与固定底座上的装配孔装配，所述刀柄与插齿机连接。
7.据权利要求6所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述刀柄、固定底座均与插齿刀杆同轴。
8.根据权利要求1所述的花键加工用插齿刀杆，其特征在于，所述装配孔与插齿刀杆之间存在通过铣刀定制间隙。
9.一种上述权利要求1-7任一项花键加工用插齿刀杆的插齿刀杆加粗方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设插齿刀杆垂直于轴向截面的圆心为O、点O到装配孔边缘的距离为半径r1、点O到装配孔圆心的距离为半径r2，以点O为圆心，r1、r2为半径分别作圆O1、圆O2；
S2：在圆指向装配孔圆心方向的三条半径上、距离装配孔边缘间隙Rmin处，分别作与三条半径垂直的线A、B、C，线A与圆O2交于a、b两点，线B与圆O2交于c、d两点，线C与圆O2交于e、f两点；
S3：保留线段ab、cd和ef，保留圆弧段bc、de和af，该三条线段与三条圆弧段组成了插齿刀杆的垂直于轴向的截面。
10.根据权利要求9所述的插齿刀杆加粗方法，其特征在于，固定底座上的三个装配孔共有三个圆心，根据三点定圆原理，确定插齿刀杆垂直于轴向截面的圆心为O。
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