CN201353672Y - 一种外推拉刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加工柱状零件外形的外推拉刀，包括前引导压盘、后引导压盘、连接杆和压接于前引导压盘和后引导压盘之间的切削部分，所述切削部分由多个不同尺寸型腔的环形内齿切削刃片纵向叠加组合构成；所述环形内齿切削刃片上设置有整体和齿轮外型匹配的数个内切削刃齿，各内切削刃齿在轴向呈阶梯排列；各环形内齿切削刃片由定位销固定连接。本实用新型具有生产效率高、节能、节约原料、节约设备、环保、成本低等优点；同时具有刃齿加工容易，结构简单，装配方便，加工成本低；加工精度较高；刀具整体强度高；维修方便且维修成本低；寿命长等特点。

Description

一种外推拉刀

技术领域

本实用新型涉及用于加工柱状零件外形的刀具，特别地说是一种加工齿轮以及和齿轮类似的柱状体零件的外推拉刀。

背景技术

在加工柱状体零件时，通常是用普通刀具采用外切削的方式加工，存在加工程序复杂，需大量配套设备，加工成本高的缺陷。尤其是齿轮加工中，传统的方法是成型法和展成法，用这两种方法加工齿轮时是采用滚齿(或者插齿)+剃齿+珩磨(或者磨齿)等工艺生产，其均需要大量的加工机床，其生产效率低，能耗高，原材料浪费较大，环保性差，齿轮加工时存在齿轮基距差和周节积累误差，并且由于这种方式加工时受力复杂，受力大，挤压变形严重，齿面损伤严重，对齿轮的性能影响较大。

CN1277645(专利号为02102926.1)公开了一种专用于齿轮加工的齿轮外推拉刀，从其公开的说明书和说明书附图中可知：其主要结构包括带前引导锥口的前引导压盘和带后引导口的后引导压盘以及切削部分结构，两引导压盘由连接杆和螺钉连接，切削部分压接于前、后引导压盘之间，其中，切削部分的的内切削齿由单个的刀齿组成，整体圆柱齿外推拉刀齿型面为内齿型面，单个的扇形刀齿型面为外齿型面，并且从附图中可进一步看出其内切削齿是竖向设置在刀齿条上，然后数条刀齿条拼合在安装筒内构成的切削部分。这种结构存在以下缺陷：

1、刃齿加工困难，装配困难，刀具精度低。该外拉刀切削部分由细长刃齿条组合而成，细长条刃齿刚度差，难以加工；切削时环行刃齿切削一致性不能保证；安装时的位置精度也难以保证，这就使得刀具整体精度较低。

2、刀具强度低，易崩齿。由于其切削部分是由安装筒和内切削齿两部分构件连接在一起形成，在其周向上包括有两个构件，故难以承受较大的周向切削应力，使得刀具整体强度低、易崩齿。

3、成本高，维修不方便。当某个具体的刀齿损坏时需要更换整个刀齿条，故其维修不便，维修成本高，同时换下的刀齿条无法修复利用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述不足，而提供一种加工方便，而且精度高、强度好、维修方便的加工柱状体零件，尤其是齿轮零件的外推拉刀。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

一种外推拉刀，包括前引导压盘、后引导压盘、连接杆和压接于前引导压盘和后引导压盘之间的切削部分，其特点在于，所述切削部分由多个不同尺寸型腔的环形内齿切削刃片纵向叠加组合构成；所述环形内齿切削刃片上设置有整体和待加工件外型匹配的数个内切削刃齿，各内切削刃齿在轴向呈阶梯排列；所述切削部分上纵向设置有匹配的定位销孔和定位销，各环形内齿切削刃片由定位销固定连接。

作为本实用新型技术方案的一种优化结构形式，所述切削部分包括初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV，所述切削部分由初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV依次重叠排列在轴向并呈阶梯状分布结构，每个部分均由多个环形内齿切削刃片纵向叠加组合并由纵向设置的定位销连接固定，所述定位销可以是设置在直径方向上的两组，也可以是周向均匀分布的多组，所述初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV之间同样由定位销连接固定。采用这种优化结构形式后，当刀具中某个具体的环形内齿切削刃片损坏需更换时，只需拆卸至其所在的具体切削部分而不必将整个刀具拆卸开来，这样不仅节约了检修时间而且避免了因刀具整体不断拆装而使得刀具精度下降。当然也还可以是采用本领域内技术人员公知的其它连接结构，比如卡合连接等等。

作为本技术方案的再进一步优化，所述环形内齿切削刃片为复合切削刃片，由过盈热合的方式连接的切削刃齿和刃片套构成，切削刃齿为合金工具钢或硬质合金等材料制成，不影响刃齿整体的强度。具体地说是在切削刃片中承受切削应力较大的刃齿部分设置为合金工具钢或硬质合金等材料，可进一步增强其切削强度，其它部分采用普通钢材，可节约成本，有利于装配、运输、储存。

本技术方案中，所述环形内齿切削刃片上还设置有油槽，用于在刀具切削时通入冷却油起冷却润滑的作用。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、与传统柱状体零件加工方法特别是齿轮的传统加工方法相比，本实用新型具备因可一次成型而生产效率高的优点；而且节约了大量的加工机床设备，具有节约能源、节约原料、成本低且利于环保的优点。

2、刃齿加工容易，结构简单，装配方便，加工成本低。可以在电火花线切割等机床上加工出有斜面的型腔，这些斜面形成刃齿的后刀面、侧刀面。然后利用电火花、磨削等方法加工出刃齿的正刀面和刃口。

3、加工精度较高。本实用新型中环形内齿切削刃片的纵向宽度小，体积小，可采用线切割的方式加工其内的切削刃齿，容易保证其加工精度，并且是由于通过线切割的方式，可以保证型腔齿形和定位销孔之间的相对位置，这样在装配时，使用此定位销孔，就保证了装配时的定位精度。同时，因为消除了齿轮基距差和周节积累误差而提高了加工精度。

4、刀具整体强度高。由于环形内齿切削刃片为一体构成，其周向上只有一种构件，故能承受较强的周向应力，使得刀具整体强度好，不易崩齿；切削部分的初切齿部分、过渡齿部分、精切齿部分和校正齿部分分别由多个环形内齿切削刃片纵向叠加组合后用定位销压紧固为一体，然后再依次由连接杆压紧固定于前、后引导压盘之间，进一步增强了刀具整体强度。

5、维修方便且维修成本低。因为本实用新型中切削刃片整体是纵向叠加组合构成，有定位销连接，所以其单个的切削刃片可以很方便地拆装、取换；当环形内齿切削刃片的刃齿上的刃尖部分磨损后，可以通过修磨等手段加工后再次使用，降低了成本；同时当某个具体的切削刃齿损坏时，只需更换其所在的环形内齿切削刃片即可，维修也很方便。

6、刀具整体使用寿命长。当刀具整体磨损，导致刀具形成的切削型腔整体尺寸偏大时，可以通过在刀具整体的下部或者切削部分由初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV依次等具体各个部分的下部添加一定尺寸规格的切削刃片，即可消除切削型腔整体尺寸偏大的缺陷，继续使用，从而大大增强了刀具的整体使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型外推拉刀的结构示意图；

图2为图1俯视图；

图3为单独的切削刃齿结构示意图；

图4为本发明部分切削刃齿剖面及油槽结构示意图；

图5为本发明复合切削刃片的结构以及部分复合切削刃片联接示意图；

图6为圆形坯件示意图；

图7为留有少量加工余量的齿形坯件的示意图；

图8为图6或者图7用本发明外推拉刀加工后的齿轮示意图；

图9为图6坯件加工前后切削余量对比示意图，被切削掉部分用虚线表示；

图10为图7坯件加工前后切削余量对比示意图，被切削掉部分用虚线表示。

具体实施方式

本发明主要用于柱状体零件，尤其是齿轮零件的加工成型，由于本发明的结构原理是针对所有柱状体结构零件设计，其加工原理对所有的柱状体结构的零件均完全一致，故本实施方式仅仅以齿轮为例，下面结合附图对本发明的技术方案进行具体的说明。

如图1所示，本实施方式中的一种外推拉刀，包括前引导压盘1、后引导压盘2、以及连接两者的连接杆3和压接于前引导压盘1和后引导压盘2之间的切削部分，其中所述切削部分由初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV组成，每个部分均由多个环形内齿切削刃片6纵向叠加组合并由定位销孔和定位销7连接为一体；如图1和5所示，初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV依次由定位销孔和定位销8连接固定，其中初切齿部分I的定位销7还连接固定有前导向环4，校正齿部分IV的定位销7还连接固定有后导向环5，同时外推拉刀整体由连接杆3靠端头螺母9压接固定为一体，具体地说是将前导向环4、切削部分、后导向环5连接固定为整体后，分别将前导向环4和后导向环5的两端卡接在前引导压盘1和后引导压盘2的凹槽内，再使用连接杆3与端头螺母9将其再次压紧固定。

其中，在环形内齿切削刃片6上按齿轮外型切削规律分布着内切削刃齿10，所述内切削刃齿10主要由线切割方式加工成型，其具体结构如图3所示，同时所有环形内齿切削刃片6重叠连接为一体后形成的切削内腔也恰好符合齿轮外型切削规律。如图4所示，切削刃片6为复合刃片的结构形式，由内切削刃齿10和刃片套12构成，内切削刃齿10为合金工具钢或硬质合金制成，两者之间采用过盈热合的方式设置为一体，即切削刃片6中承受切削应力较大的刃齿部分设置为合金工具钢或硬质合金，其他用于装配压紧的部分采用韧性更好的普通钢材，不但可保证其切削强度，而且可节约成本，利于方便加工装配定位孔和装配和运输、保存，复合方式采用过盈热合，不影响其整体强度。同时在刃片套12的底部设置有油槽11，用于在刀具工作时通入冷却油起冷却润滑的作用。

具体地说，本实施方式中前引导压盘、后引导压盘为带通孔的环形压板，前引导压盘、后引导压盘之间由周向均匀分布的四根连接杆压接有导向环和切削部分；切削部分中由初切齿部分、过渡齿部分、精切齿部分和校正齿部分构成，其分别为多个不同尺寸型腔的环形内齿切削刃片纵向叠加组合构成，在环形内齿切削刃片上按齿轮外型切削规律分布着内切削刃齿，切削部分上纵向设置有匹配的定位销孔和定位销将所述环形内齿切削刃片固定连接为一体，所述匹配是指每个环形内齿切削刃片上的定位销孔均设置在特定位置，使其所有环形内齿切削刃片靠定位销固定连接为一体后形成的切削内腔恰好符合齿轮外型切削规律。

其使用时，待加工件从前引导压盘的通孔进入，经前导向环导向，依次通过初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III进行初切削、过渡切削和精切削，切削过程中逐渐形成齿轮的外形轮廓；然后在通过校正齿部分IV依次进行齿形校正，最后经后导向环平稳地脱离外推拉刀。这样工件只需一次性通过切削内腔即可一体成型得到所需的齿轮外形，参见图8和图10。

采用本发明外推拉刀加工齿轮，一台拉床一分钟就可加工2-5件产品，一个班可加工1000-2000件产品，效率大大提高。因而加工同样数量的齿轮，设备数量大幅减少。节约电能、节约润滑油、节省厂房，有利于环保。同时，本发明齿轮精度高，通过刃齿的形状、精度、装配精度决定加工后齿轮的形状、精度；不存在齿轮基距差和周节累积误差，齿形、齿向好。而且，采用本发明加工齿轮时，工件受力简单，变形小，齿面损伤小，对齿轮性能影响小。本发明外推拉刀结构简单，制造方便，便于装配、拆卸修磨，使用寿命长，加工成本低。

下面再以加工直齿圆柱齿轮为例，详细讲解本发明的技术方案的实现。

一、坯件。待加工的坯件有两种形式。第一种，如图6，待加工坯件外形为圆形，加工余量大，外推拉刀的长度较长，制造成本较高，相应的拉削时间较长，拉削效率相对较低，但圆形坯件制造简单。第二种，如图7，待加工坯件的外形为仿齿形或齿形，此时的仿齿形或齿形精度低，加工余量小，外推拉刀的长度较短，推拉刀制造成本相对较低，相应的拉削时间较短，生产效率较高。但齿形坯件制造相对比圆形坯件困难。如图6和图7所示坯件，可以是粉末冶金、金属压铸、浇铸、热锻或机加工件。该方法加工齿轮可大量节约原材料。

二、外推拉刀的制造、组装、修磨。

1、切削刃片选材、预加工。

采用合金工具钢或硬质合金等材料制作切削刀片。先对合金工具钢等材料进行机加工，然后进行热处理。硬质合金机加工困难，主要通过压制成形，不需要热处理。相对而言，合金工具钢等材料价格便宜，但切削时的综合性能不如硬质合金。

2、复合切削刃片预加工。

合金工具钢、硬质合金等切削材料硬度高、韧性差、易碎裂，不利于连接，而且价格昂贵。在利用合金工具钢、硬质合金等切削材料制作切削刃片时，在其外面热合紧套(或者其它方法套上)一个刃片套，该刃片套由结构钢制成，调质处理，综合机械性能较好。这既节约刀具材料，降低价格，又便于对刃片套加工(如定位孔)，便于连接。

3、复合切削刃片刃齿的加工。

经过初步加工后的复合切削刃片，可以在电火花线切割等机床上加工出有斜面的型腔，这些斜面就形成刃齿的后刀面、侧刀面。然后利用电火花、磨削等方法加工出刃齿的正刀面和刃口。参见图9。

4、相邻圆复合切削刃片的定位。

在利用电火花线切割加工复合切削刃片的型腔的同时，加工出定位销孔，定位销孔和型腔的相对位置有确定的规律，定位销穿过复合切削刃片的定位销孔，从而达到使复合切削刃片定位的目的。

5、外推拉刀的组装。

首先，将复合切削刃片按一定尺寸规律重叠排列起来，然后分为多组，每一组用定位销、垫圈、螺帽紧固联结，参见图1和图5。其次，用定位销、垫圈、螺帽或者其它方法将相邻刃片组紧固联结形成切削部分。再次，分别在切削部分的两端按要求安装好前、后导向环。最后，通过前、后导向压板和连接杆牢固地固定。

6、外推拉刀的修磨。

当刃齿磨削到一定程度时，需要进行修磨。将外推拉刀的各部件逐一拆分开来，通过电火花、磨床等方法对复合切削刃片进行修磨。对于严重损坏的刃齿，可以单独更换。这样，刀具的使用寿命大大延长。

三、拉削直齿圆柱齿轮。

以立式拉床为例，加工直径较大齿轮。

1、设备选用立式拉床。

2、将图1中的前引导压盘朝上，后引导压盘朝下在上述设备上紧固安装外推拉刀，并接通润滑油或者润滑液。

3、将工件从前引导压盘的内腔放入，经过前导向环导向，在拉床的下拉力作用下，逐渐经过初切齿、过渡齿、精切齿的切削，然后进入校正齿进行挤压校正，由后导向环导向，最后平稳脱离外推拉刀，即可得到所需的产品。

本发明的保护范围并不仅仅限于此实施方式，且还可以在权利要求的保护范围内做出种种等同变化，比如其中的连接杆和定位销还可以替换为本领域内技术人员公知的其他连接构件或连接方式，这些等同变化均应看着属于本发明的保护范围。同时本发明还可用于其它与齿轮类似的柱状体零件的加工成型，由于其结构原理和加工原理和本实施例均完全一致，故本实施例中仅仅以齿轮为例，对本发明的技术方案进行了具体的说明。

Claims (4)

1、一种外推拉刀，包括前引导压盘(1)、后引导压盘(2)、连接杆(3)和压接于前引导压盘(1)和后引导压盘(2)之间的切削部分，其特征在于，所述切削部分由多个不同尺寸型腔的环形内齿切削刃片(6)纵向叠加组合构成。

2、如权利要求1所述的外推拉刀，其特征在于，所述切削部分上纵向设置有匹配的定位销孔和定位销(7、8)，各环形内齿切削刃片(6)由定位销(7、8)固定连接。

3、如权利要求1所述的外推拉刀，其特征在于，所述切削部分包括初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV，所述初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV依次重叠排列在轴向呈阶梯状结构，每个部分均由多个环形内齿切削刃片(6)纵向叠加组合并由定位销(7)连接固定，所述初切齿部分I、过渡齿部分II、精切齿部分III和校正齿部分IV依次之间由定位销(8)连接固定。

4、如权利要求1所述的外推拉刀，其特征在于，所述环形内齿切削刃片(6)为复合切削刃片，由过盈热合的方式连接的切削刃齿(10)和刃片套(12)构成，切削刃齿(10)为合金工具钢或硬质合金制成。

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