改进型螺纹刀片及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及的是一种机械加工领域的技术，具体是一种针对各类单齿、多齿螺纹 车刀，三角形平装、立装螺纹刀片带修光刃（全牙形）以及不带修光刃（V型）螺纹车刀的 改进方法。
【背景技术】
[0002] 随着螺纹刀具高速切削工艺逐渐普及，各类新型硬质合金、高效螺纹刀具在数控 机床上应用逐渐扩大，获得了显著成效。现有的螺纹车刀片有全牙形，也称带修光刃的牙 形。其特点在于车螺纹时只要控制中径尺寸，修光刃可将外径修正自然会合格。但是加工 每种螺距均需使用其对应规格的刀片。这种刀片适用于高生产效率的大批量加工。另外一 种螺纹刀片为不带修光刃的牙形、其特点在于螺纹外径需先加工到尺寸。加工螺纹时控制 中径尺寸或牙形高度尺寸。这种刀片每一规格可加工某一范围螺距的螺纹。一个刀片可加 工不同齿高、不同螺距的螺纹，因此可减少刀片储备量，适合于中小批量加工。
[0003] 近年来已普遍使用硬质合金可转为螺纹刀片加工内、外螺纹。用的较多的平装三 角型刀片，用两边定位，中心孔锥面压紧。三边刀片无后角，靠安装时倾斜形成左右侧刃后 角，前角可压制时控制或刃磨控制。一般外螺纹刀片径向前角10°。安装倾斜形成 后角时，实际前角要减少。内螺纹刀片径向前角γρ为15°。因为加工内螺纹安装倾斜形 成要求有较大的后角。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术存在的不足，提出一种改进型螺纹刀片及其实现方法，通过 减少牙侧角、加大刀尖圆弧等形状参数优化设计，显著提高了刀具的耐用度。同时加工螺纹 中径公差容易保证，控制的切削深度范围增大，容易操作。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现：
[0006] 本发明涉及一种改进型螺纹刀片的实现方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1、通过两次修正计算得到改进后的螺纹车刀法向齿形牙侧角；
[0008] 步骤2、对螺纹车刀刀尖圆弧半径进行最大值优化；
[0009] 步骤3、对带修光刃的螺纹车刀齿根过渡圆弧进行最小值优化；
[0010] 步骤4、基于步骤1~3所得参数构筑完整螺纹刀片尺寸模型，S卩：径向前角γρ、 法向齿形牙侧角f、齿高h、刀尖圆弧半径Γι、齿根过渡圆弧巧，并生产得到所述改进型螺纹 刀片。
[0011]本发明涉及上述方法得到的改进型螺纹刀片，其牙型为55~60°，对应法向牙侧 角|为26. 9191~30. 3545 ;刀尖圆弧半径Γι与螺距Ρ满足
齿根过渡圆 弧半径r2满足
轴向前角γχ、螺纹中径螺旋升角β、螺纹中 径d2与螺纹车刀法向齿形牙侧角f之间满足
[0012] 优选参数，所述的刀尖圆弧半径η与螺距P的比例为0. 1373~0. 14433 ;
[0013] 优选参数，所述的齿根过渡圆弧半径r2与螺距Ρ的比例为0. 072166~0. 1373;
[0014] 优选参数，齿高h与螺距P的比例为0· 6403~0· 649499;
[0015] 所述的螺纹刀片为内螺纹（IR)刀片或外螺纹（ER)刀片，当作为内螺纹刀片时，其 径向前角γρ= 15°，当作为外螺纹刀片时，其径向前角γp= 10°。 技术效果
[0016] 与现有技术相比，本发明采用更大的刀尖圆弧半径，车刀使用寿命显著高于现有 技术；更小的牙侧角、使得螺纹加工时中径公差容易保证，控制的切削深度范围增大，容易 操作。
【附图说明】
[0017] 图1内外螺纹参数符号图；
[0018] 图中：a为外螺纹刀片，b为内螺纹刀片；
[0019] 图2螺纹刀片齿形参数符号图；
[0020] 图中：a为侧视图，b为正视图，1为前刀面、2为左侧刃、3为右侧刃、4为刀尖圆弧 (其半径为A)、5为修光刃；
[0021] 图3螺纹齿形角减少引起中径变动量计算图；
[0022] 图中：Α点为原螺纹中径；Β点为更新后螺纹中径；C点为原始三角形顶点；
[0023] 图4内外60°螺纹齿尖圆弧、齿高计算图；
[0024] 图5螺纹刀片法向齿型牙侧角投影计算图；
[0025] 图中：a为车螺纹主视图；b为刀片底面正投影齿形；c为螺纹轴向剖面齿形；d为 前刀面正投影齿形，IR刀片yy=-15°，ER刀片yy=-10°，yy即刀片径向前角，γ#Ρ 刀片轴向前角；
[0026] 图6实施例中干式切削环境下主切削力对比图；
[0027] 图7本发明刀片切肩形态图；
[0028] 图8本发明刀片磨损对比图；
[0029] 图9实施例刀刃磨损放大图；
[0030] 图中：a为前刀面100倍放大；b为后刀面100倍放大；c为前刀面35倍放大；d为 后刀面35倍放大。
【具体实施方式】
[0031] 本实施例包括以下操作：
[0032] 步骤1、对螺纹车刀法向齿形牙侧角进行改进：
[0033] 步骤1. 1、第一次计算：设定减少螺纹牙侧角引起的中径减少量Δ(12基本上相当 于螺纹中径公差的1/5,以此为验算条件，按螺纹牙侧角|螺距Ρ、螺纹标准中给定的中径公 差Td2等数据，选定牙侧角极限偏差（±)下限X倍的X值，计算出螺纹牙侧角计算名义参数 ?Λ Γ;
[0034] 所述的X值，具体通过以螺纹牙侧角的极限偏差（±)下限X倍计算中径减少量 Ad2和中径公差Td2，当满足时，即可采用该X值。
[0035] 步骤1. 2、第二次计算：以螺纹牙侧角计算名义参数|为基础，按照刀片径向前角 2 γρ、轴向前角γχ的数值，计算出螺纹车刀法向齿形牙侧角
[0036] 步骤2、螺纹车刀刀尖圆弧半径Γι按不同规格螺纹底部允许的最大值进行优化设 计计算；
[0037] 步骤3、对带修光刃的螺纹车刀齿根过渡圆弧r2按磨齿形能达到的最小圆弧半径 进行优化设计计算；
[0038] 步骤4、按步骤1~3所得到的法向齿形牙侧角|、刀尖圆弧半径Γι、齿根过渡圆弧 r2。计算齿高h参数的数值。
[0039] 所述的步骤1中的第一次计算，具体包括以下步骤：
[0040] 步骤1. 1. 1、设定X值为0· 6~0· 75 ;
[0041] 步骤1. 1. 2、选定内螺纹直径D或外螺纹直径d，并根据加工件图纸获得螺距P;
[0042] 步骤1. 1. 3、计算牙侧角减少量Δε = -1·Χ·螺纹牙侧角的极限偏差，该极限偏 差按上述螺距Ρ从螺纹标准中查依据；
[0043] 所述的螺纹标准参考"机械工程基础与通用标准实用丛书"螺纹及其联结ρ151表 4 一 31 (中国计划出版社李晓滨主编2004年5月第一版）。
[0044] 步骤1. 1. 4、根据加工件图纸选定牙侧角音：
[0045] 步骤1. 1. 5、计算牙侧角的计算名义值| =f+Δε;
[0046] 步骤1· 1· 6、计算中径减少量Δd2
[0047] 步骤1. 1. 7、计算中径的外螺纹和内螺纹公差分别为：Td2= 0. 09 ·k·Ρ°·4 ·d0·1、 TD2 = 0. 09 ·V·Ρ°·4 ·D°·1，单位为mm，其中：P为螺距、d为外螺纹直径，D为内螺纹直径， 不同公差等级系数k和k'如下：
[0048] 公差等级由加工螺纹图纸规定决定，一般螺纹的公差等级为6级。
[0049] 步骤1. 1. 8、验算：当满足鋪2?@时，确认X值，否则重选X重复步骤步骤1. 1. 1~ 1.6直到满足条件。
[0050] 本实施例中设置中径减少量Λ(12相当于螺纹中径公差Td2的1/5,其余4/5留给螺 距、中径加工产生的误差使用。
[0051] 如图5所示，螺纹车刀径向前角γρ、轴向前角γχ(与螺纹中径螺旋角β相同）、 螺纹中径螺旋升角β、螺纹中径(12与螺纹车刀法向齿形牙侧角?之间几何关系满足：