一种一拉成型的大拉刀的制作方法

本实用新型涉及一种一拉成型的大拉刀，它是一种用于大型内齿轮的大拉刀。

背景技术：

目前，齿轮的内齿圈大拉刀因加工难度大，大拉刀长期依靠进口价格昂贵，不仅需要花大量外汇，同时拉刀结构复杂，一旦拉刀在使用中出现问题，难以及时解决，给生产带来诸多不便。而国内的大拉刀为三拉一组或两拉一组结构，这种结构的大拉刀在拉削过程中需要重复定位，效率低，拉削成本高和产品质量不稳定。因此，需要研制一种一次拉削成型的大拉刀，用于提高拉削效率，确保产品质量稳定可靠；同时，节省大量外汇和大大降低拉削生产成本。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服已有技术的不足和缺陷，提供了一种加工简单、拉削力均衡、质量可靠、工作效率高和使用寿命长的大型内齿轮用的一拉成型的大拉刀。

本实用新型的的技术方案：一种一拉成型的大拉刀，包括拉刀本体、前柄、后柄和紧固件，其特征在于所述的大拉刀的拉刀本体为圆筒状结构，拉刀为三段拉削结构，该三段拉削结构为粗拉刀套、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套和花键粗拉结构，即前部是粗拉刀套，中间是花键粗拉结构，后部是跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套；中间是花键粗拉结构是通过加工形成，设置三段拉削结构减少拉刀的装配环节，消除装配误差对拉刀精度的影响，无须倒角刀套，加工简单，成本低，装卸容易，质量可靠。

所述的前柄、后柄分别设置在拉刀本体的前后筒内，并通过前螺栓、平键、后螺栓和螺钉紧固。

所述的拉刀本体中的粗拉刀套，跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套、前柄和后柄均设有定位键槽；用于保证拉刀装配精度。

所述的拉刀本体中的花键粗拉部分设有前拉削齿和后拉削齿，花键粗拉结构上设有花键齿根部和花键齿；该花键齿根部设有倒角θ,前拉削齿的齿升量δ1为0.05～0.08mm，后拉削齿的齿升量δ2为0.06～0.09mm。对拉刀进行参数优化设计，采取分段、划档的办法，合理设计齿升量，均衡拉削力，在不增加拉刀长度的前提下，拉削力控制在55吨以内，保证拉刀能在60吨位的拉床上正常拉削。

所述的花键粗拉结构上的花键齿根部上的设有倒角θ；其倒角θ =（180°/齿数+工件被倒角角度）×2 。将倒角设计在花键拉削齿的根部，既保证拉刀的加工制造，又能保证精度，且拉刀的使用寿命长，拉削的产品质量好。

所述的拉刀本体（1）长度为2120mm～2620mm。

所述的粗拉刀套（2）、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套（7）和拉刀本体（1）均为优质高速钢结构，前柄（6）和后柄（9）均为9CrSi材料制成的前后柄。

本大拉刀采用了花键和圆孔进行粗、精分开的结构设计，即粗拉花键齿采用渐成式拉削，精拉花键齿采用同廓式拉削，为尽量延长拉刀的整体寿命，让拉刀的每一段切削齿都尽量发挥效益，粗、精刀套采用可换套筒式的装配结构。

大拉刀的跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套采用渐开线齿、圆孔齿相间排列，即小径定心、同轴式跳齿结构，进行内孔、齿形复合拉削，这种排齿方式使工件小径和渐开线齿面几乎是在拉刀的同一部位、同时被加工出来，可消除拉床运动精度和拉刀直线度的影响，工件的同轴度由拉刀圆孔齿对渐开线齿分圆的同轴度决定。大拉刀的跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套的花键齿齿顶不参与切削，齿升量安排在侧刃，故齿侧必须有后角，为了充分延长拉刀寿命，侧后角设计成α=20′~50′轴向铲磨成形。

本大拉刀的粗拉花键齿部采用抬高后顶尖的设计制造，以形成一定的侧后角，减小拉刀刀齿侧后面与工件的摩擦，既减小拉削力又保证了拉削的表面质量。大拉刀设计成装配式结构，分解为前柄部、粗拉刀套、粗拉花键齿部、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套及后柄部，切削部用优质高速钢，前后柄部用9CrSi材料，拉刀本体为圆筒状结构，以保证刃部有良好的淬透性，同时可减少淬火变形，也可减轻拉刀自重。

综上所述，本实用新型的拉削部分设计为三段结构，即前部是粗拉刀套，中间是花键粗拉部分，后部是跳齿结构圆孔的花键精刀套。采用三段结构使其减少拉刀的装配环节，消除装配误差对拉刀精度的影响，无须倒角刀套，加工简单，成本低，装卸容易，拉削力均衡，质量可靠，工作效率高和使用寿命长。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的B-B剖视结构示意图；

图3为前拉削齿局部放大示意图；

图4为后拉削齿局部放大示意图；

图5为图1的局部放大示意图；

图6为花键齿根部倒角放大示意图；

图中1-拉刀本体，2-圆孔刀套，3-螺栓，4-螺钉， 5-平键，6-前柄，7-扩齿厚精刀套，8-小螺栓，9-后柄，10-键槽，22-前拉削齿，23-后拉削齿，32-花键齿根部，33-花键齿。

具体实施方式

参阅上述附图，一种一拉成型的大拉刀，包括拉刀本体1、前柄6、后柄9和紧固件，其特征在于所述的大拉刀的拉刀本体1为圆筒状结构，该拉刀为三段拉削结构，该三段拉削结构为粗拉刀套2、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套7和花键粗拉的拉刀本体1，即前部是粗拉刀套2，中间是花键粗拉拉刀本体1，后部是跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套7；设置三段拉削结构减少拉刀的装配环节，消除装配误差对拉刀精度的影响，无须倒角刀套，加工简单，成本低，装卸容易，质量可靠。

所述的前柄6、后柄9分别设置在拉刀本体1的前后筒内，并通过前螺栓3、平键、后螺栓8和螺钉4紧固。

所述的拉刀本体1上套装的粗拉刀套2、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套7，前柄6和后柄9均设有定位键槽10；用于保证拉刀装配精度。

所述的拉刀本体1上设有前拉削齿22，和后拉削齿23，花键粗拉结构上设有花键齿根部32和花键齿33；该花键齿根部32设有倒角θ。

所述的前拉削齿22的齿升量δ1为0.05～0.08mm，后拉削齿23的齿升量δ2为0.06～0.09mm。对拉刀进行参数优化设计，采取分段、划档的办法，合理设计齿升量，均衡拉削力，在不增加拉刀长度的前提下，拉削力控制在55吨以内，保证拉

刀能在60吨位的拉床上正常拉削。

所述的花键粗拉结构上的花键齿根部32上的设有倒角θ；其倒角θ =（180°/齿数+工件被倒角角度）×2 。将倒角设计在花键拉削齿的根部，既保证拉刀的加工制造，又能保证精度，

且拉刀的使用寿命长，拉削的产品质量好。

所述的拉刀本体1长度为2220mm。

所述的粗拉刀套2、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套7和花键粗拉结构拉刀本体1均为优质高速钢结构，前柄（6）和后柄9均为9CrSi材料制成的前后柄。

本实用新型以steyr内齿圈大拉刀为例进行详细说明如下：

该steyr内齿圈大拉刀由于集大直径、超长度、高精度于一身，大拉刀直径为238.05mm；结构设计方案考虑到国内设备条件、工艺手段、材料供给等方面的现实情况下，既保证拉刀精度达到DIN3961标准6级，确保拉削的产品质量完全符合要求，又要使拉刀的使用寿命、工作效率要达到要求，采用“装配式、分段拉削、一次拉削成型”的结构设计原则，以渐成式和同廓式相结合的方式设计刃齿。

大拉刀的拉削部分为三段，前部是粗拉刀套2，中间是花键粗拉部分的拉刀本体1，后部是跳齿结构的扩齿厚精刀套7。本拉刀本体1、粗拉刀套2、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套7、前柄6和后柄9上均设有定位键槽10，定位键槽10是用来保证拉刀装配精度的。

参阅图1、图3和图4，在拉刀的本体1上，采取分段、划档合理安排齿升量的方法，在其上设有前拉削齿22和后拉削齿23。本体1上粗拉花键部位前拉削齿22的拉削量较多，为保证拉削力小于55吨，前拉削齿22的齿升量δ1设计为0.072mm，后拉削齿23的拉削量较少，后拉削齿的齿升量δ2设计为0.082mm。依据Fz=F′x*N*B*Zn*K1*K2*K3拉力计算公式，使前、后段的拉削力均衡，达到拉削力偏小、前后均衡的目的。

——拉削力

F′x ——单位长度切削刃上的切削力

N ——拉刀花键键数

B ——拉刀一个刀齿的切削刃宽度

Zn ——拉刀同时工作齿数

K1 ——刀具前角系数

K2 ——拉刀磨钝程度系数

K3 ——不同切削液系数

参阅图1、图5和图6，在本体1上设有花键齿33，无独立的倒角齿，在花键齿33的花键齿根部32上设有倒角θ；

倒角θ =（180°/齿数+工件被倒角角度）×2。

φ2：花键齿倒角直径=工件小径的最大值+2×工件倒角直边长

φ1：花键齿根径最大值--通常设计为略小于工件拉前孔径，便于制造、测量。

工件被倒角角度为45°，工件倒角直边长为0.2，齿数57，小径

φ222.72+0.072 0，拉前孔径φ222.32+0.06 0

计算：φ2 =工件小径的最大值+2×工件倒角直边长

=（222.72+0.072）+2×0.2

= 222.792+0.4=φ223.192

φ1 =φ222

θ =（180°/齿数+工件被倒角角度）×2

=（180°/57+45°）×2=96.3°

为了制造测量的方便，通常取整θ=100°。

参阅图1和图7，在扩齿厚精刀套7上，花键齿齿顶不参与切削，齿升量安排在侧刃，故齿侧必须有后角，为了充分延长拉刀寿命，侧后角α设计成30′~40′轴向铲磨成形。

本大拉刀采用了花键和圆孔进行粗、精分开的结构设计，即粗拉花键齿采用渐成式拉削，精拉花键齿采用同廓式拉削，为尽量延长拉刀的整体寿命，让拉刀的每一段切削齿都尽量发挥效益，粗、精刀套采用可换套筒式的装配结构。

大拉刀的扩齿厚精刀套采用渐开线齿、圆孔齿相间排列，即小径定心、同轴式跳齿结构，进行内孔、齿形复合拉削，这种排齿方式使工件小径和渐开线齿面几乎是在拉刀的同一部位、同时被加工出来，可消除拉床运动精度和拉刀直线度的影响，工件的同轴度由拉刀圆孔齿对渐开线齿分圆的同轴度决定。大拉刀的扩齿厚精刀套的花键齿齿顶不参与切削，齿升量安排在侧刃，故齿侧必须有后角，为了充分延长拉刀寿命，侧后角设计成α=20′~50′轴向铲磨成形。

本大拉刀的粗拉花键齿部采用抬高后顶尖的设计制造，以形成一定的侧后角，减小拉刀刀齿侧后面与工件的摩擦，既减小拉削力又保证了拉削的表面质量。大拉刀设计成装配式结构，分解为前柄部、粗拉圆刀套、粗拉花键齿部、精拉刀套及后柄部，切削部用优质高速钢，前后柄部用9CrSi材料，拉刀本体圆筒状结构，以保证刃部有良好的淬透性，同时可减少淬火变形，也可减轻拉刀自重。

综上所述，本实用新型的拉削部分设计为三段结构，即前部是粗拉刀套，中间是花键粗拉部分，后部是跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套。采用三段结构使其减少拉刀的装配环节，消除装配误差对拉刀精度的影响，无须倒角刀套，加工简单，成本低，装卸容易，拉削力均衡，质量可靠，工作效率高和使用寿命长。