CN207888006U - 用于花键内齿加工的加工刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于花键内齿加工的加工刀具，包括用于与机床刀具主轴连接固定的刀杆以及用于花键内齿加工的插齿刀，刀杆的一端沿轴向开设有承插孔，插齿刀的刀柄插接于刀杆的承插孔内，刀柄的端部通过连接件从刀杆的另一端连接固定在刀杆上，刀柄与承插孔之间采用锥面配合，刀杆上开设有用于使承插孔与外界连通以在刀柄插接装配过程中均衡内外气压的通气孔。刀柄在装入承插孔时能够消除气压阻碍而达到完全贴合紧配合；而刀柄的端部通过连接件形成朝向承插孔底部的拉结力，使得刀柄与刀杆进一步的过盈贴合，从而保证插齿刀与刀杆之间的连接稳定性，确保对花键内齿的加工精确满足要求。适用于各种具有高精度要求的齿形加工。

Description

用于花键内齿加工的加工刀具

技术领域

本实用新型涉及航空发动机零件加工技术领域，特别地，涉及一种用于花键内齿加工的加工刀具。

背景技术

插齿刀是一种齿轮形或齿条性齿轮加工刀具，插齿刀用于按展成法加工内、外啮合的直齿和斜齿的圆柱齿轮。插齿刀的特点是可以加工带台肩齿轮、多联齿轮和无空刀槽人字齿轮等。特形插齿刀还可以加工各种其他轮廓的工件，如凸轮和內花键等。

航空发动机轴类零件多有内花键结构，花键长度大于100mm，零件材料多为高温合金，零件硬度较高(HRC≥40)，花键精度要求较高，要求齿形公差≤0.021且齿向公差≤0.012。使用常规锥柄插齿刀加工时，由于插齿刀刚性差，容易发生刀具松动现象，满足不了加工要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于花键内齿加工的加工刀具，以解决现有常规锥柄插齿刀，难以满足航空发动机轴类零件的内花键结构的加工要求的技术问题。

本实用新型提供一种用于花键内齿加工的加工刀具，包括用于与机床刀具主轴连接固定的刀杆以及用于花键内齿加工的插齿刀，刀杆的一端沿轴向开设有承插孔，插齿刀的刀柄插接于刀杆的承插孔内，刀柄的端部通过连接件从刀杆的另一端连接固定在刀杆上，刀柄与承插孔之间采用锥面配合，刀杆上开设有用于使承插孔与外界连通以在刀柄插接装配过程中均衡内外气压的通气孔。

进一步地，通气孔连通至承插孔的孔底端。

进一步地，通气孔设置有多个，多个通气孔沿刀杆的周向间隔布设，以构成用于冷却流体流通通过的冷却孔。

进一步地，刀杆朝向插齿刀的一端的外转角部位设置为用于冷却流体顺利流通进入插齿加工部位的倒角。

进一步地，倒角角度为10°～30°。

进一步地，刀杆远离插齿刀的一端沿轴向开设有用于连接件连接固定插接刀的连接孔以及用于连接操作和与机床刀具主轴插接配合的操作配合孔。

进一步地，操作配合孔的内孔圆柱度≤0.003，粗糙度≤Ra0.4。

进一步地，刀杆远离插齿刀的一端的端面对操作配合孔的垂直度≤0.005。

进一步地，刀杆远离插齿刀的一端沿径向向外延伸形成用于机床刀具主轴连接固定的连接外缘。

进一步地，承插孔采用莫式3号锥孔，锥孔长度比刀柄长度大5mm～10mm，锥孔最大直径比刀柄最大直径小0.1mm～0.3mm。

进一步地，插齿刀包括刀头以及连接在刀头与刀柄之间的连杆；刀柄的径向尺寸大于连杆，刀头为上小下大锥形头。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型用于花键内齿加工的加工刀具，通过刀杆固接在机床刀具主轴上形成底部固定基座，插齿刀与刀杆之间通过轴向插接的方式进行装配连接，以构成机床上的整体刀具结构。插齿刀的刀柄与刀杆的承插孔之间采用锥面配合，承插孔与外界通过通气孔进行气压平衡，使得刀柄在装入承插孔时能够消除气压阻碍而达到完全贴合紧配合；而刀柄的端部通过连接件形成朝向承插孔底部的拉结力，使得刀柄与刀杆进一步的过盈贴合，从而保证插齿刀与刀杆之间的连接稳定性，确保对花键内齿的加工精确满足要求。适用于各种具有高精度要求的齿形加工。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的用于花键内齿加工的加工刀具的结构示意图之一；

图2是本实用新型优选实施例的用于花键内齿加工的加工刀具的结构示意图之二。

图例说明：

1、刀杆；101、承插孔；102、倒角；103、连接孔；104、操作配合孔；105、连接外缘；2、插齿刀；201、刀柄；202、刀头；203、连杆；3、通气孔；4、连接件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的用于花键内齿加工的加工刀具的结构示意图之一；图2是本实用新型优选实施例的用于花键内齿加工的加工刀具的结构示意图之二。

如图1和图2所示，本实施例的用于花键内齿加工的加工刀具，包括用于与机床刀具主轴连接固定的刀杆1以及用于花键内齿加工的插齿刀2，刀杆1的一端沿轴向开设有承插孔101，插齿刀2的刀柄201插接于刀杆1的承插孔101内，刀柄201的端部通过连接件4从刀杆1的另一端连接固定在刀杆1上，刀柄201与承插孔101之间采用锥面配合，刀杆1上开设有用于使承插孔101与外界连通以在刀柄201插接装配过程中均衡内外气压的通气孔3。本实用新型用于花键内齿加工的加工刀具，通过刀杆1固接在机床刀具主轴上形成底部固定基座，插齿刀2与刀杆1之间通过轴向插接的方式进行装配连接，以构成机床上的整体刀具结构。插齿刀2的刀柄201与刀杆1的承插孔101之间采用锥面配合，承插孔101与外界通过通气孔进行气压平衡，使得刀柄201在装入承插孔101时能够消除气压阻碍而达到完全贴合紧配合；而刀柄201的端部通过连接件4形成朝向承插孔101底部的拉结力，使得刀柄201与刀杆1进一步的过盈贴合，从而保证插齿刀2与刀杆1之间的连接稳定性，确保对花键内齿的加工精确满足要求。适用于各种具有高精度要求的齿形加工。

如图1和图2所示，本实施例中，通气孔3连通至承插孔101的孔底端。

如图1和图2所示，本实施例中，通气孔3设置有多个。多个通气孔3沿刀杆1的周向间隔布设，以构成用于冷却流体流通通过的冷却孔。

如图1和图2所示，本实施例中，刀杆1朝向插齿刀2的一端的外转角部位设置为用于冷却流体顺利流通进入插齿加工部位的倒角102。

如图1和图2所示，本实施例中，倒角102角度为10°～30°。倒角102角度为刀杆1上与刀杆1端面相对的夹角。

如图1和图2所示，本实施例中，刀杆1远离插齿刀2的一端沿轴向开设有用于连接件4连接固定插接刀的连接孔103以及用于连接操作和与机床刀具主轴插接配合的操作配合孔104。

如图1和图2所示，本实施例中，操作配合孔104的内孔圆柱度≤0.003，粗糙度≤Ra0.4。

如图1和图2所示，本实施例中，刀杆1远离插齿刀2的一端的端面对操作配合孔104的垂直度≤0.005。

如图1和图2所示，本实施例中，刀杆1远离插齿刀2的一端沿径向向外延伸形成用于机床刀具主轴连接固定的连接外缘105。可选地，连接外缘105沿周向间隔布设有多个台阶孔，以方便与机床刀具主轴进行连接固定。

如图1和图2所示，本实施例中，承插孔101采用莫式3号锥孔。锥孔长度比刀柄201长度大5mm～10mm。锥孔最大直径比刀柄201最大直径小0.1mm～0.3mm。

如图1和图2所示，本实施例中，插齿刀2包括刀头202以及连接在刀头202与刀柄201之间的连杆203。刀柄201的径向尺寸大于连杆203，刀头202为上小下大锥形头。

实施时，提供一种用于花键内齿加工的加工刀具，针对现有的高硬度轴类零件内花键插齿加工的难点，提出一种结构简单、使用方便、高刚性、提高加工效率、降低废品率的锥柄插齿刀与插齿刀杆插接配合组合刀具。

用于花键内齿加工的加工刀具，包括锥柄插齿刀(插齿刀2)、插齿刀杆(刀杆1)以及连接螺钉(连接件4)。锥柄插齿刀(插齿刀2)通过莫氏3号锥柄(刀柄201)与插齿刀杆(刀杆1)的莫氏3号锥孔(承插孔101)定位配合，锥柄插齿刀(插齿刀2)与插齿刀杆(刀杆1)通过连接螺钉(连接件4)拉紧固定。锥柄插齿刀(插齿刀2)与插齿刀杆(刀杆1)主要通过莫氏3号锥定位配合，连接螺钉(连接件4)起辅助固定作用。锥柄插齿刀(插齿刀2)的刀柄201尾部直径需大于中间直径，防止加工时产生干涉。锥柄插齿刀(插齿刀2)的刀柄201尾部有1个M10螺纹孔，深度20mm，用于安装连接螺钉(连接件4)。插齿刀杆(刀杆1)的莫氏锥孔(承插孔101)相对于插齿刀杆(刀杆1)的末端内孔的跳动≤0.005mm。插齿刀杆(刀杆1)的大端端面与插齿刀杆(刀杆1)的末端内孔的垂直度≤0.005mm。插齿刀杆(刀杆1)的莫氏锥孔(承插孔101)末端需有2个径向的通气孔3。插齿刀杆(刀杆1)小端外圆设计有20°的倒角，冷却油(冷却流体)可更加顺利的进入内孔插齿部位，冷却效果更好。

用于花键内齿加工的加工刀具，使用步骤如下：

1、将锥柄插齿刀(插齿刀2)装入插齿刀杆(刀杆1)的锥孔中，左右旋动锥柄插齿刀(插齿刀2)，使两者紧密配合；

2、通过连接螺钉(连接件4)将锥柄插齿刀(插齿刀2)与插齿刀杆(刀杆1)连接，并拧紧连接螺钉(连接件4)；

3、将插齿刀杆(刀杆1)与插齿机刀具主轴(机床刀具主轴)连接，并用内六角螺钉连接固定。

图1和图2是用于花键内齿加工的加工刀具使用状态示意图：

插齿刀杆(刀杆1)的结构：

1、插齿刀杆(刀杆1)大头端内孔尺寸根据机床刀具主轴安装部位的直径专配，为了提高安装精度，内孔圆柱度≤0.003，粗糙度≤Ra0.4；

2、插齿刀杆(刀杆1)大端端面对大端内孔的垂直度≤0.005；

3、插齿刀杆(刀杆1)大端端面设计有3处台阶孔，用于连接机床主轴与插齿刀杆(刀杆1)，使用内六角螺钉连接固定；

4、插齿刀杆(刀杆1)中间位置有2处径向通气孔3，可保证内外气压相同，使插齿刀2与刀杆1连接更加紧固；

5、插齿刀杆(刀杆1)小端外圆设计有20°的倒角，冷却油可更加顺利的进入内孔插齿部位，冷却效果更好；

6、插齿刀杆(刀杆1)小头端内孔为莫氏3号锥孔(承插孔101)，锥孔长度需大于插齿刀锥柄长度5～10mm，锥孔最大处直径需小于插齿刀锥柄最大处直径0.1～0.3mm；

7、插齿刀杆(刀杆1)小头端锥孔相对于大头端内孔的跳动≤0.005；

8、插齿刀杆材料为40Cr，硬度HRC40-45。

锥柄插齿刀(插齿刀2)的结构：

1、插齿刀2尾部设计有1螺纹孔，与连接螺钉(连接件4)配合；

2、插齿刀柄(刀柄201)为莫氏3号锥柄，与插齿刀杆(刀杆1)的莫氏3号锥孔(承插孔101)配合，锥柄粗糙度≤Ra0.4；

3、插齿刀刀刃(刀头202)的分度圆与小径相对于尾部锥柄的跳动≤0.005。

4、插齿刀材料为T15，硬度为HRC67-69。

本发明用于花键内齿加工的加工刀具的有益效果是：

解决了常规锥柄插齿刀刚性不足问题，插齿加工再未出现过刀具松动导致零件报废的情况；插齿加工让刀情况大大改善，加工稳定性提高，插齿合格率提升；结构简单、使用方便，直接使用莫氏锥定位配合，用连接螺钉辅助固定即安装完成，效率较高；插齿质量完全达到工艺要求，齿形公差≤0.021，齿向公差≤0.012。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于花键内齿加工的加工刀具，包括用于与机床刀具主轴连接固定的刀杆(1)以及用于花键内齿加工的插齿刀(2)，

所述刀杆(1)的一端沿轴向开设有承插孔(101)，

所述插齿刀(2)的刀柄(201)插接于所述刀杆(1)的所述承插孔(101)内，

所述刀柄(201)的端部通过连接件(4)从所述刀杆(1)的另一端连接固定在所述刀杆(1)上，

其特征在于，

所述刀柄(201)与所述承插孔(101)之间采用锥面配合，

所述刀杆(1)上开设有用于使所述承插孔(101)与外界连通以在所述刀柄(201)插接装配过程中均衡内外气压的通气孔(3)。

2.根据权利要求1所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述通气孔(3)连通至所述承插孔(101)的孔底端。

3.根据权利要求1所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述通气孔(3)设置有多个，

多个所述通气孔(3)沿所述刀杆(1)的周向间隔布设，以构成用于冷却流体流通通过的冷却孔。

4.根据权利要求1所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述刀杆(1)朝向所述插齿刀(2)的一端的外转角部位设置为用于冷却流体顺利流通进入插齿加工部位的倒角(102)；

所述倒角(102)角度为10°～30°。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述刀杆(1)远离所述插齿刀(2)的一端沿轴向开设有用于所述连接件(4)连接固定插接刀的连接孔(103)以及用于连接操作和与机床刀具主轴插接配合的操作配合孔(104)。

6.根据权利要求5所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述操作配合孔(104)的内孔圆柱度≤0.003，粗糙度≤Ra0.4。

7.根据权利要求5所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述刀杆(1)远离所述插齿刀(2)的一端的端面对所述操作配合孔(104)的垂直度≤0.005。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述刀杆(1)远离所述插齿刀(2)的一端沿径向向外延伸形成用于机床刀具主轴连接固定的连接外缘(105)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述承插孔(101)采用莫式3号锥孔，

锥孔长度比刀柄(201)长度大5mm～10mm，

锥孔最大直径比刀柄(201)最大直径小0.1mm～0.3mm。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的用于花键内齿加工的加工刀具，其特征在于，

所述插齿刀(2)包括刀头(202)以及连接在所述刀头(202)与所述刀柄(201)之间的连杆(203)；

所述刀柄(201)的径向尺寸大于所述连杆(203)，

所述刀头(202)为上小下大锥形头。