一种梅花形花键孔的拉刀的制作方法

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种梅花形花键孔的拉刀。

背景技术：

五金行业中有一种起钉器组件，其中的转头(如图7所示)带有梅花形花键孔，其齿形特殊、精度要求较高(包括尺寸和粗糙度等)，现有技术中通常采用线切割，其加工效率较低。

为了提高加工效率，可以考虑采用拉刀进行拉削。但是，由于花键孔的形状为梅花形，而用于梅花形花键孔的拉刀其切削齿具有齿顶宽、齿根瘦、键齿顶部与健齿槽根部圆弧较大的特点，且花键齿形角较小，由跨棒距倒锥度形成的侧后角也很小，导致按照常规设计方法设计制造的拉刀存在两方面的问题：一是拉刀的拉削力大，拉削磨损快、拉刀寿命短，拉刀因拉削力大而折断；二是拉削的花键孔表面质量差，粗糙度较难保证。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种梅花形花键孔的拉刀及拉削工艺，旨在提高拉削质量、延长拉刀寿命，具体的技术方案如下：

一种梅花形花键孔的拉刀，包括由第一夹头段、颈部段、前导段、拉削段、校正段、后导段、尾部段依次连接组成的一体化的杆体，所述拉削段上排列有若干数量的梅花形切削齿，所述校正段上排列有若干数量的梅花形校正齿，所述梅花形切削齿的齿顶沿轴向设有分屑槽，且相邻两个梅花形切削齿上的分屑槽错位设置，所述梅花形切削齿的齿升量按照梅花形切削齿的外径的增加、齿顶宽渐增而分段递减，所述拉刀尾部段的端部轴向开设有一段进油孔，所述校正段上相邻两个梅花形校正齿之间径向开设有连通所述进油孔的出油孔，所述进油孔的孔口安装有油嘴。

上述技术方案中，梅花形切削齿的齿升量按照梅花形切削齿的外径的增加、齿顶宽渐增而分段递减，从而可以使得拉削过程中保持各齿切削力的均衡和稳定；同时，在拉刀尾部段的端部轴向开设有一段进油孔，在所述校正段上相邻两个梅花形校正齿之间径向开设有连通所述进油孔的出油孔，这样拉削时梅花形校正齿与花键孔之间形成的闭合空间内通过供油装置提供润滑油，从而可以改善拉削校正齿工作时的润滑条件，其一方面提高了拉削的表面质量，另一方面也减少了校正齿的磨损，有利于增加拉刀的寿命。

另外，梅花形切削齿的齿顶交错开有分屑槽，可以改善容屑排屑条件，防止挤屑而导致拉刀折断。

为了方便拉刀的安装、定心，在所述颈部段与前导段之间还可以设置过渡导向段。

作为进一步改进，本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀还包括与所述杆体依次连接的超声波变幅杆、超声波换能器，所述杆体上的第一夹头段连接超声波变幅杆，所述超声波变幅杆连接超声波换能器的一端，所述超声波换能器的另一端设有用于与拉床的主轴相连接的第二夹头段。

上述拉刀的杆体上超声波变幅杆、超声波换能器的设置，使得拉刀拉削时实现超声振动拉削，其拉削的效率更高、拉削出的梅花形花键孔的表面质量更好。

作为对梅花形切削齿的优化，所述梅花形切削齿的齿侧侧隙角为1.5～2°，并留有R+0.2mm宽的刃带(其中R为齿顶两侧圆角半径)，其能够在保证梅花形切削齿强度的基础上，减少齿侧与加工零件的摩擦，延长拉刀寿命。

本实用新型中，所述分屑槽为V形分屑槽。

优选的，所述V形分屑槽为带有5°后角的V形分屑槽。

作为本实用新型的一种优选方案，所述出油孔的孔径为0.2～0.8mm。

上述出油孔采用较小的孔径，有利于拉刀保持较高的强度。

一种采用上述梅花形花键孔的拉刀加工梅花形花键孔的拉削工艺，包括如下工艺步骤：

步骤1、加工前的准备：在拉床上预先加装好为梅花形花键孔的拉刀的进油孔供油的供油装置、用于控制供油装置供油的控制器；所述供油装置通过供油的油路以及串接在所述油路上的电磁阀连接进油孔上的油嘴；同时，在拉床的随动架上设置按压头，在拉床床体上分别设置油路开启按钮和油路关闭按钮，且所述油路开启按钮和油路关闭按钮设置在拉刀拉削时按压头经过的路径上，使得按压头与油路开启按钮或油路关闭按钮接触时，能分别将所述的油路开启按钮或油路关闭按钮按下；所述电磁阀、油路开启按钮、油路关闭按钮均与控制器相连接；

步骤2、加工零件和拉刀的安装：将带有梅花形花键孔的加工零件安装到拉床上，并安装好拉刀；

步骤3、拉削时，开启超声波换能器进行超声波振动拉削。

上述按压头可以设置在尾端随动架上，也可以设置在前端随动架上。

上述拉削工艺中，梅花形花键孔采用超声波振动拉削，其能够有效提高拉削的效率和拉削的表面质量，同时通过特殊的拉刀进油孔设计，使得在进行拉削校正时，在梅花形校正齿与花键孔之间形成的闭合空间内通过供油装置提供润滑油，从而进行部改善了拉削的表面质量，也减少了磨损，提高了拉刀的寿命。

本实用新型中，所述步骤2中的拉刀的安装工序中，包括将拉刀的杆体依次连接好超声波变幅杆、超声波换能器，并将超声波换能器上的第二夹头段与拉床的主轴相连接。

本实用新型中，所述步骤1的加工前的准备工序中，所述油路开启按钮的位置按照按压头按下油路开启按钮时拉刀的校正段正好处于校正加工作业起始位置的方式确定，所述油路关闭按钮的位置按照按压头按下油路关闭按钮时拉刀的校正段正好处于校正加工作业结束位置的方式确定。

为了提高按压头进行按压操作的可靠性，所述按压头上连接有滚轮。

为了提高润滑的效果，所述供油装置为高压油泵。

本实用新型中，所述步骤1的加工前的准备工序中，在拉床床体上位于拉刀的进油孔位置的拉刀外围还加装有防止进油孔内润滑油飞溅的防护罩。

本实用新型中，所述控制器为PLC控制器。

拉削时，拉床的主轴带动拉刀以及设置在拉床床体上的尾端随动架、前端随动架一起向拉床的主轴端方向移动实现加工零件的花键孔拉削，在拉刀移动到其梅花形校正齿进入花键孔位置时，随动架上的按压头按下油路开启按钮，控制器得到信号后将油路上的电磁阀打开，对梅花形校正齿及花键孔进行内冷却与润滑，校正结束时，按压头按下油路关闭按钮，控制器控制电磁阀将油路关闭。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀，梅花形切削齿的齿升量按照梅花形切削齿的外径的增加、齿顶宽渐增而分段递减，从而可以使得拉削过程中保持各齿切削力的均衡和稳定；同时，在拉刀尾部段的端部轴向开设有一段进油孔，在所述校正段上相邻两个梅花形校正齿之间径向开设有连通所述进油孔的出油孔，这样拉削时梅花形校正齿与花键孔之间形成的闭合空间内通过供油装置提供润滑油，从而可以改善拉削校正齿工作时的润滑条件，其一方面提高了拉削的表面质量，另一方面也减少了校正齿的磨损，有利于增加拉刀的寿命。

第二，本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀，拉刀的杆体上超声波变幅杆、超声波换能器的设置，使得拉刀拉削时实现超声振动拉削，其拉削的效率更高、拉削出的梅花形花键孔的表面质量更好。

附图说明

图1是本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀的结构示意图；

图2是图1中的梅花形切削齿的截面视图；

图3是图2中的梅花形切削齿上设置齿侧侧隙角及刃带的结构示意图；

图4是与图2中的梅花形切削齿相邻的梅花形切削齿的结构示意图(相邻两个梅花形切削齿上的分屑槽位置相互错开设置)；

图5是图1中的梅花形校正齿的截面视图；

图6是采用本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀，在拉床上进行梅花形花键孔的拉削的结构示意图；

图7是带有梅花形花键的零件结构示意图。

图中：1、拉刀，2、第一夹头段，3、颈部段，4、前导段，5、拉削段，6、校正段，7、后导段，8、尾部段，9、过渡导向段，10、梅花形切削齿，11、梅花形校正齿，12、进油孔，13、出油孔，14、油嘴，15、按压头，16、油路，17、油路开启按钮，18、油路关闭按钮，19、超声波变幅杆，20、超声波换能器，21、第二夹头段，22、供油装置，23、滚轮，24、尾端随动架，25、前端随动架，26、固定架，27、加工零件。28、拉床，29、拉床的主轴，30、控制器，31、电磁阀，32、梅花形花键孔。

图中：δ为齿侧侧隙角，P为分屑槽，Q为位于相邻齿上与分屑槽P错位设置的分屑槽。

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。

实施例1：

如图1至7所示为本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀的实施例，包括由第一夹头段2、颈部段3、前导段4、拉削段5、校正段6、后导段7、尾部段8依次连接组成的一体化的杆体，所述拉削段5上排列有若干数量的梅花形切削齿10，所述校正段6上排列有若干数量的梅花形校正齿11，所述梅花形切削齿10的齿顶沿轴向设有分屑槽P，且相邻两个梅花形切削齿10上的分屑槽错位设置，所述梅花形切削齿10的齿升量按照梅花形切削齿的外径的增加、齿顶宽渐增而分段递减，所述拉刀尾部段8的端部轴向开设有一段进油孔12，所述校正段6上相邻两个梅花形校正齿11之间径向开设有连通所述进油孔12的出油孔13，所述进油孔12的孔口安装有油嘴14。

上述技术方案中，梅花形切削齿10的齿升量按照梅花形切削齿的外径的增加、齿顶宽渐增而分段递减，从而可以使得拉削过程中保持各齿切削力的均衡和稳定；同时，在拉刀尾部段8的端部轴向开设有一段进油孔12，在所述校正段6上相邻两个梅花形校正齿11之间径向开设有连通所述进油孔12的出油孔13，这样拉削时梅花形校正齿11与花键孔之间形成的闭合空间内通过供油装置22提供润滑油，从而可以改善拉削校正齿工作时的润滑条件，其一方面提高了拉削的表面质量，另一方面也减少了校正齿的磨损，有利于增加拉刀的寿命。

另外，梅花形切削齿10的齿顶交错开有分屑槽Q、P，可以改善容屑排屑条件，防止挤屑而导致拉刀1折断。

为了方便拉刀1的安装、定心，在所述颈部段3与前导段4之间还可以设置过渡导向段9。

作为进一步改进，本实用新型的一种梅花形花键孔的拉刀还包括与所述杆体依次连接的超声波变幅杆19、超声波换能器20，所述杆体上的第一夹头段2连接超声波变幅杆19，所述超声波变幅杆19连接超声波换能器20的一端，所述超声波换能器20的另一端设有用于与拉床的主轴29相连接的第二夹头段21。

上述拉刀1的杆体上超声波变幅杆19、超声波换能器20的设置，使得拉刀1拉削时实现超声振动拉削，其拉削的效率更高、拉削出的梅花形花键孔32的表面质量更好。

作为对梅花形切削齿10的优化，所述梅花形切削齿10的齿侧侧隙角δ为1.5～2°，并留有R+0.2mm宽的刃带(其中R为齿顶两侧圆角半径)，其能够在保证梅花形切削齿10强度的基础上，减少齿侧与加工零件的摩擦，延长拉刀寿命。

本实用新型中，所述分屑槽P为V形分屑槽。

优选的，所述V形分屑槽为带有5°后角的V形分屑槽。

作为本实用新型的一种优选方案，所述出油孔13的孔径为0.2～0.8mm。

上述出油孔13采用较小的孔径，有利于拉刀保持较高的强度。

实施例:2：

如图1至7所示为采用实施例1的梅花形花键孔的拉刀加工梅花形花键孔的拉削工艺的实施例，包括如下工艺步骤：

步骤1、加工前的准备：在拉床28上预先加装好为梅花形花键孔的拉刀1的进油孔12供油的供油装置22、用于控制供油装置22供油的控制器30；所述供油装置22通过供油的油路16以及串接在所述油路16上的电磁阀31连接进油孔12上的油嘴14；同时，在拉床1的随动架上设置按压头，在拉床1床体上分别设置油路开启按钮17和油路关闭按钮18，且所述油路开启按钮17和油路关闭按钮18设置在拉刀1拉削时按压头15经过的路径上，使得按压头15与油路开启按钮17或油路关闭按钮18接触时，能分别将所述的油路开启按钮17或油路关闭按钮18按下；所述电磁阀31、油路开启按钮17、油路关闭按钮18均与控制器30相连接；

步骤2、加工零件27和拉刀1的安装：将带有梅花形花键孔的加工零件27安装到拉床28上，并安装好拉刀1；

步骤3、拉削时，开启超声波换能器20进行超声波振动拉削。

上述按压头15可以设置在尾端随动架24上，也可以设置在前端随动架25上。

上述拉削工艺中，梅花形花键孔32采用超声波振动拉削，其能够有效提高拉削的效率和拉削的表面质量，同时通过特殊的拉刀进油孔设计，使得在进行拉削校正时，在梅花形校正齿与花键孔之间形成的闭合空间内通过供油装置提供润滑油，从而进行部改善了拉削的表面质量，也减少了磨损，提高了拉刀的寿命。

本实用新型中，所述步骤2中的拉刀的安装工序中，包括将拉刀1的杆体依次连接好超声波变幅杆19、超声波换能器20，并将超声波换能器20上的第二夹头段21与拉床的主轴29相连接。

本实用新型中，所述步骤1的加工前的准备工序中，所述油路开启按钮17的位置按照按压头15按下油路开启按钮17时拉刀1的校正段6正好处于校正加工作业起始位置的方式确定，所述油路关闭按钮18的位置按照按压头15按下油路关闭按钮18时拉刀1的校正段6正好处于校正加工作业结束位置的方式确定。

为了提高按压头15进行按压操作的可靠性，所述按压头15上连接有滚轮23。

为了提高润滑的效果，所述供油装置22为高压油泵。

本实用新型中，所述步骤1的加工前的准备工序中，在拉床1床体上位于拉刀1的进油孔12位置的拉刀1外围还加装有防止进油孔12内润滑油飞溅的防护罩(其中，防护罩图中未画出)。

本实用新型中，所述控制器30为PLC控制器。

本实施例中，加工零件27安装在拉床1的固定架26上。拉削时，拉床的主轴29带动拉刀1以及设置在拉床28床体上的尾端随动架24、前端随动架25一起向拉床的主轴29端方向移动实现加工零件27的花键孔拉削，在拉刀1移动到其梅花形校正齿11进入花键孔位置时，随动架上的按压头15按下油路开启按钮17，控制器30得到信号后将油路16上的电磁阀31打开，对梅花形校正齿11及花键孔进行内冷却与润滑，校正结束时，按压头15按下油路关闭按钮18，控制器30控制电磁阀31将油路16关闭。

本实施例中的拉刀1在制造时，相比常规拉刀增加了时效去应力处理工序，通过进行冰冷定型处理，提高了拉刀的精度和抗变形能力。

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。