CN208513758U - 一种硬齿面花键孔的刮削拉刀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及金属切削刀具技术领域，其公开了一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，包括拉刀杆、套式硬质合金拉刀，所述拉刀杆按照从刮削拉刀的前端到后端的方向依次设置有前端柄部段、引导定位段、拉削段、尾端柄部段，所述拉削段的外圆上套装有所述的套式硬质合金拉刀，所述套式硬质合金拉刀上设用于加工花键孔中的花键两侧面及花键顶面的花键齿、用于加工花键孔中的内圆的圆切齿，所述花键齿、圆切齿的数量有多个且沿轴向依次交替排列，所述花键齿、圆切齿中靠刮削拉刀前端的若干花键齿、圆切齿为设置有齿升量的切削齿，所述花键齿、圆切齿中靠刮削拉刀后端的若干花键齿、圆切齿为不设置齿升量的校正齿。本实用新型实现了硬齿面花键孔的高精度拉削。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属切削刀具技术领域，具体涉及一种硬齿面花键孔的刮削拉刀。
背景技术
作为机械联结主要零件之一的内花键零件，为了适应现代联接高定心精度、高寿命等需求，其花键孔越来越多的采用高精度的硬齿面设计。
由于硬齿面花键孔的齿形复杂、齿面较硬，导致硬齿面的加工较为困难。例如，经表面淬火和整体淬火的内花键齿面硬度普遍在HRC50以上，最高的硬度在HRC62左右，普通的高速钢拉刀根本无法加工。现有技术中，为了获得硬齿面花键孔，通常在花键孔加工完成后进行适当的热处理以达到硬度要求；但是目前硬齿面的花键孔普遍存在热处理后齿部变形、齿轮精度降低的技术难题，热处理后齿部齿形精度一般会降低1-2个精度等级，不能满足高精度的要求，迫切需要找到一种可靠的方法来解决。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提出一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，本实用新型提出，旨在通过对经淬硬后的内花键用拉削方法精切出齿形，以确保花键孔达到最终精度要求，具体的技术方案如下：
一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，包括拉刀杆、与所述拉刀杆连接的套式硬质合金拉刀，所述拉刀杆按照从刮削拉刀的前端到后端的方向依次设置有前端柄部段、引导定位段、拉削段、尾端柄部段，所述拉削段的外圆上套装有所述的套式硬质合金拉刀，所述套式硬质合金拉刀上设用于加工花键孔中的花键两侧面及花键顶面的花键齿、用于加工花键孔中的内圆的圆切齿，所述花键齿、圆切齿的数量有多个且沿轴向依次交替排列，所述花键齿、圆切齿中靠刮削拉刀前端的若干花键齿、圆切齿为设置有齿升量的切削齿，所述花键齿、圆切齿中靠刮削拉刀后端的若干花键齿、圆切齿为不设置齿升量的校正齿，且所述花键齿、圆切齿均为同廓式拉削齿。
通常在拉削时，按照从工件上切除加工余量的方式有同廓式拉削、渐成式拉削等。而本实用新型的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀其花键齿、圆切齿采用同廓式拉削齿，其拉削出的齿形精度高。
上述技术方案中，花键齿、圆切齿是交替排列的。对比现有技术中的拉小径定心花键的拉刀，其圆切齿在花键齿的前面或后面，没有进行交替排列，其在拉削过程中，由于拉刀的弯曲，拉刀自重而引起的下垂，工件的移动等因素，都会引起花键与定心圆孔的偏移。而本实用新型采用花键齿、圆切齿交替排列可以使得拉刀同时具有以下两方面的优势：一是花键的定心圆孔和花键孔是分开拉削而成，有利于改善拉削条件、提高拉削质量，二是由于花键齿、圆切齿交替排列，因而花键小径和花键是同时进行拉削，从而可保证花键与其小径有很高的同轴度。
本实用新型中，所述引导定位段上设有用于与刮削前的花键孔定位的外花键。
带有花键孔的零件预拉出留有加工余量的花键孔后进行热处理，达到硬度要求后再采用本实用新型的拉刀进行精密拉削。安装拉刀时其拉刀的引导定位段用于与预拉出的花键孔进行定位。
本实用新型中，在所述拉刀杆上位于所述引导定位段与套式硬质合金拉刀之间的拉削段外圆上套装有隔套，所述隔套的两端设有端键，所述引导定位段上靠所述隔套的部位、所述套式硬质合金拉刀靠所述隔套的部位分别设有键槽，所述隔套两端的端键分别与所述引导定位段上的键槽以及所述套式硬质合金拉刀上的键槽相配合。
本实用新型中，所述套式硬质合金拉刀的另一端通过设置在拉刀杆上的螺母实现轴向固定。
为了方便拉刀杆上键槽精加工时的退刀，可以在拉刀杆上加工出腰形空刀槽。
作为本实用新型的优选方案之一，所述拉刀杆为高速钢拉刀杆。
上述高速钢拉刀杆提高了拉刀杆的整体强度。
作为本实用新型的优选方案之二，所述套式硬质合金拉刀的表面设有CVD(化学气相沉积)或PVD(物理气相沉积)方法沉积的耐磨涂层，所述耐磨涂层为TiC涂层、TiN涂层、Al2O3涂层、CrN涂层、TiCN涂层中的一种。
本实用新型中的拉刀工作时，主要是承受的拉应力，拉刀杆要有好的抗拉强度，选择高速钢作为拉刀杆的材质，可以保证其有良好的机械性能。由于精拉刀是齿形形成的关键部位，在拉刀工作部分用整体的硬质合金材质，可保证以拉刀有良好的制造工艺性，并确保拉刀精度的可控性，又能节约贵重的硬质合金材料。
本实用新型中的拉刀设计为分体式结构，硬质合金拉刀以齿套形式通过拉刀内孔和拉刀杆的外圆间隙配合联接，周向位置以端键定位，拉刀杆的引导定位段上磨有花键导向齿与待拉工件的内花键配合，并采用双螺母可靠锁紧。硬质合金精拉刀长度短，刚性好，加工工艺性强，易实现在齿轮检测中心上对齿距累积、齿廓形状等综合误差直接测量。
本实用新型中，所述花键孔为三角花键孔、渐开线花键孔、矩形花键孔中的一种。
作为本实用新型中拉刀参数的一种优选方案，所述花键齿、圆切齿的齿顶工作刃设有0.8～1.2°的后角且留有一段刃带，其中，作为所述切削齿的花键齿、圆切齿的刃带宽为0.04～0.06mm，作为所述校正齿的花键齿、圆切齿的刃带宽为0.25～0.35mm，所述花键齿的两侧面设有1.5～2.5°的后角，所述花键齿、圆切齿的齿顶工作刃设有14～16°的负前角。
负前角的硬质合金内花键拉刀是一种硬齿面刮削刀具，在内花键加工工艺上，以精拉齿代替精磨齿，相比磨齿工艺，生产效率提高了上百倍，同时也解决了小尺寸内花键孔的精加工难题。考虑负前角的影响，拉刀齿形可以根据前角大小进行修形计算，这样更能保证拉削后的齿形精度。经切削试验，精拉后的工件其硬齿面花键孔的精度能稳定达到6级，比未经精拉的硬齿面花键孔至少提高了2级以上的精度。
本实用新型的有益效果是：
第一，本实用新型的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，花键齿、圆切齿是交替排列的。对比现有技术中的拉小径定心花键的拉刀，其圆切齿在花键齿的前面或后面，没有进行交替排列，其在拉削过程中，由于拉刀的弯曲，拉刀自重而引起的下垂，工件的移动等因素，都会引起花键与定心圆孔的偏移。而本实用新型采用花键齿、圆切齿交替排列可以使得拉刀同时具有以下两方面的优势：一是花键的定心圆孔和花键孔是分开拉削而成，有利于改善拉削条件、提高拉削质量，二是由于花键齿、圆切齿交替排列，因而花键小径和花键是同时进行拉削，从而可保证花键与其小径有很高的同轴度。
第二，本实用新型的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，拉刀设计为分体式结构，高速钢拉刀杆提高了拉刀杆的整体强度，带有涂层的硬质合金拉刀提高了对硬齿面的切削性能，使得其能够加工高硬度的零件，其通过拉刀切削齿上负前角的设计实现了对硬齿面的刮削加工，精拉后的工件其硬齿面花键孔的精度得到大幅度提高。
第三，本实用新型的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，采用套式结构能够改善拉刀的制造工艺性，使得套式硬质合金拉刀的制造更容易，且更容易保证制造精度，进而提高拉削精度。
附图说明
图1是本实用新型的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀的结构示意图；
图2是图1中涉及隔套部分的局部放大视图；
图3是图1中的套式硬质合金拉刀的局部视图；
图4是图1中的套式硬质合金拉刀的截面视图。
图中：10、拉刀杆，11、套式硬质合金拉刀，12、前端柄部段，13、引导定位段，14、拉削段，15、尾端柄部段，16、花键齿，17、圆切齿，18、切削齿，19、校正齿，20、外花键，21、隔套，22、端键，23、键槽，24、螺母，25、环形槽。
图中：A为前端，B为后端，θ为花键齿、圆切齿的齿顶工作刃的后角，f为刃带宽，δ为花键齿、圆切齿的齿顶工作刃的负前角，β为花键齿的两侧面的后角。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1至4所示为本实用新型的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀的实施例，包括拉刀杆10、与所述拉刀杆10连接的套式硬质合金拉刀11，所述拉刀杆10按照从刮削拉刀的前端A到后端B的方向依次设置有前端柄部段12、引导定位段13、拉削段14、尾端柄部段15，所述拉削段14的外圆上套装有所述的套式硬质合金拉刀11，所述套式硬质合金拉刀11上设用于加工花键孔中的花键两侧面及花键顶面的花键齿16、用于加工花键孔中的内圆的圆切齿17，所述花键齿16、圆切齿17的数量有多个且沿轴向依次交替排列，所述花键齿16、圆切齿17中靠刮削拉刀前端A的若干花键齿16、圆切齿17为设置有齿升量的切削齿18，所述花键齿16、圆切齿17中靠刮削拉刀后端B的若干花键齿16、圆切齿17为不设置齿升量的校正齿19，且所述花键齿16、圆切齿17均为同廓式拉削齿。
通常在拉削时，按照从工件上切除加工余量方式有同廓式拉削、渐成式拉削等。而本实施例的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀其花键齿16、圆切齿17采用同廓式拉削齿，其拉削出的齿形精度高。
上述技术方案中，花键齿16、圆切齿17是交替排列的。对比现有技术中的拉小径定心花键的拉刀，其圆切齿在花键齿的前面或后面，没有进行交替排列，其在拉削过程中，由于拉刀的弯曲，拉刀自重而引起的下垂，工件的移动等因素，都会引起花键与定心圆孔的偏移。而本实施例采用花键齿16、圆切齿17交替排列可以使得拉刀同时具有以下两方面的优势：一是花键的定心圆孔和花键孔是分开拉削而成，有利于改善拉削条件、提高拉削质量，二是由于花键齿、圆切齿交替排列，因而花键小径和花键是同时进行拉削，从而可保证花键与其小径有很高的同轴度。
本实施例中，所述引导定位段13上设有用于与刮削前的花键孔定位的外花键20。
带有花键孔的零件，预拉出留有加工余量的花键孔后进行热处理，达到硬度要求后再采用本实施例的拉刀进行精密拉削。安装拉刀时其拉刀的引导定位,13用于与预拉出的花键孔进行定位。
本实施例中，在所述拉刀杆10上位于所述引导定位段13与套式硬质合金拉刀11之间的拉削段14外圆上套装有隔套21，所述隔套21的两端设有端键22，所述引导定位段13上靠所述隔套21的部位、所述套式硬质合金拉刀11靠所述隔套21的部位分别设有键槽23，所述隔套21两端的端键22分别与所述引导定位段13上的键槽23以及所述套式硬质合金拉刀11上的键槽23相配合。
本实施例中，所述套式硬质合金拉刀11的另一端通过设置在拉刀杆10上的螺母24实现轴向固定。
为了方便拉刀杆10上键槽23精加工时的退刀，可以在拉刀杆10上加工出腰形空刀槽。
作为本实施例的优选方案之一，所述拉刀杆10为高速钢拉刀杆。
上述高速钢拉刀杆提高了拉刀杆10的整体强度。
作为本实施例的优选方案之二，所述套式硬质合金拉刀11的表面设有CVD(化学气相沉积)或PVD(物理气相沉积)方法沉积的耐磨涂层，所述耐磨涂层为TiC涂层、TiN涂层、Al2O3涂层、CrN涂层、TiCN涂层中的一种。
本实施例中的拉刀工作时，主要是承受的拉应力，拉刀杆10要有好的抗拉强度，选择高速钢作为拉刀杆10的材质，可以保证其有良好的机械性能。由于精拉刀是齿形形成的关键部位，在拉刀工作部分用整体的硬质合金材质，可保证以拉刀有良好的制造工艺性，并确保拉刀精度的可控性，又能节约贵重的硬质合金材料。
本实施例中的拉刀设计为分体式结构，硬质合金拉刀以齿套形式通过拉刀内孔和拉刀杆的外圆间隙配合联接，周向位置以端键22定位，拉刀杆10的引导定位段13上磨有花键导向齿与待拉工件的内花键配合，并采用双螺母24可靠锁紧。硬质合金精拉刀长度短，刚性好，加工工艺性强，易实现在齿轮检测中心上对齿距累积、齿廓形状等综合误差直接测量。
本实施例中，所述花键孔为三角花键孔、渐开线花键孔、矩形花键孔中的一种。
作为本实施例中拉刀参数的一种优选方案，所述花键齿16、圆切齿17的齿顶工作刃设有0.8～1.2°的后角θ且留有一段刃带f，其中，作为所述切削齿18的花键齿16、圆切齿17的刃带宽f为0.04～0.06mm，作为所述校正齿19的花键齿16、圆切齿17的刃带宽f为0.25～0.35mm，所述花键齿16的两侧面设有1.5～2.5°的后角β，所述花键齿16、圆切齿17的齿顶工作刃设有14～16°的负前角δ。
负前角的硬质合金花键孔拉刀是一种硬齿面刮削刀具，在花键孔加工工艺上，以精拉齿代替精磨齿，相比磨齿工艺，生产效率提高了上百倍，同时也解决了小尺寸内花键孔的精加工难题。考虑负前角δ的影响，拉刀齿形可以根据前角大小进行修形计算，这样更能保证拉削后的齿形精度。经切削试验，精拉后的工件其硬齿面花键孔的精度能稳定达到6级，比未经精拉的硬齿面花键孔至少提高了2级以上的精度。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，包括拉刀杆、与所述拉刀杆连接的套式硬质合金拉刀，所述拉刀杆按照从刮削拉刀的前端到后端的方向依次设置有前端柄部段、引导定位段、拉削段、尾端柄部段，所述拉削段的外圆上套装有所述的套式硬质合金拉刀，所述套式硬质合金拉刀上设用于加工花键孔中的花键两侧面及花键顶面的花键齿、用于加工花键孔中的内圆的圆切齿，所述花键齿、圆切齿的数量有多个且沿轴向依次交替排列，所述花键齿、圆切齿中靠刮削拉刀前端的若干花键齿、圆切齿为设置有齿升量的切削齿，所述花键齿、圆切齿中靠刮削拉刀后端的若干花键齿、圆切齿为不设置齿升量的校正齿，且所述花键齿、圆切齿均为同廓式拉削齿。
2.根据权利要求1所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，所述引导定位段上设有用于与刮削前的花键孔定位的外花键。
3.根据权利要求1所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，在所述拉刀杆上位于所述引导定位段与套式硬质合金拉刀之间的拉削段外圆上套装有隔套，所述隔套的两端设有端键，所述引导定位段上靠所述隔套的部位、所述套式硬质合金拉刀靠所述隔套的部位分别设有键槽，所述隔套两端的端键分别与所述引导定位段上的键槽以及所述套式硬质合金拉刀上的键槽相配合。
4.根据权利要求3所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，所述套式硬质合金拉刀的另一端通过设置在拉刀杆上的螺母实现轴向固定。
5.根据权利要求1所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，所述拉刀杆为高速钢拉刀杆。
6.根据权利要求1所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，所述套式硬质合金拉刀的表面设有采用CVD或PVD方法沉积的耐磨涂层，所述耐磨涂层为TiC涂层、TiN涂层、Al2O3涂层、CrN涂层、TiCN涂层中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，所述花键孔为三角花键孔、渐开线花键孔、矩形花键孔中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种硬齿面花键孔的刮削拉刀，其特征在于，所述花键齿、圆切齿的齿顶工作刃设有0.8～1.2°的后角且留有一段刃带，其中，作为所述切削齿的花键齿、圆切齿的刃带宽为0.04～0.06mm，作为所述校正齿的花键齿、圆切齿的刃带宽为0.25～0.35mm，所述花键齿的两侧面设有1.5～2.5°的后角；所述花键齿、圆切齿的齿顶工作刃设有14～16°的负前角。
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| CN201820822386.8U CN208513758U (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种硬齿面花键孔的刮削拉刀 |
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| CN201820822386.8U CN208513758U (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种硬齿面花键孔的刮削拉刀 |
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| CN201820822386.8U Active CN208513758U (zh) | 2018-05-30 | 2018-05-30 | 一种硬齿面花键孔的刮削拉刀 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108672806A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-10-19 | 江阴市工具厂 | 一种硬齿面花键孔的刮削拉刀 |
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2018
- 2018-05-30 CN CN201820822386.8U patent/CN208513758U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108672806A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-10-19 | 江阴市工具厂 | 一种硬齿面花键孔的刮削拉刀 |
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