一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀的制作方法

本实用新型涉及金属切削刀具技术领域，具体涉及一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀。

背景技术：

渐开线花键孔在机械零件上应用广泛，其可以通过花键拉刀拉削成型，且加工的效率较高。但是对于一些精密机械零件上应用的花键孔，由于其零件的直径大，厚度薄(厚度在6-8mm左右甚至更薄)，花键孔的长度较短，且齿形精度及表面粗糙度要求高(至少要达到7级精度)，如果采用常规的拉刀进行拉削会出现以下问题：

常规设计的拉刀只针对于厚度比较厚或长径比大于等于1的零件，设计的拉刀切削齿和校正齿为环形切削齿、容屑槽为环形容屑槽，所以能在正常情况下保持工作齿数在2-3个时同时拉削，这样拉削稳定性比较好。但对于厚度薄的工件，常规设计的拉刀不能保持2-3个工作齿同时拉削，即使能够同时加工，其拉削时工件稳定性差，精度及表面粗糙度达不到设计要求。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出，旨在提高拉刀在拉削时的稳定性，进而提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度。具体的技术方案如下：

一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀，包括由前端夹头段、颈部段、前导段、工作段、后导段、尾端夹头段依次连接组成的一体化的杆体，所述工作段包括按照从所述前导段至后导段的方向依次连接的前拉削段、前端校正段、后拉削段、后端校正段，且在所述前端校正段、后拉削段之间连接有环形槽，所述前拉削段、前端校正段上分别设有用于加工所述渐开线花键孔内孔的螺旋切削齿、螺旋校正齿，所述后拉削段、后端校正段上分别设有用于加工所述渐开线花键孔的花键齿的螺旋切削齿、螺旋校正齿，所述环形槽的宽度不大于渐开线花键孔深度的2/3。

上述螺旋切削齿和螺旋校正齿是通过在拉刀的工作段的外圆上开设螺旋容屑槽而形成。拉刀的螺旋齿结构，有利于实现渐开线花键孔的连续拉削，相对于常规设计的拉刀其拉削的稳定性更好，从而可以提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度。

另外，上述技术方案中的螺旋齿拉刀，在所述前端校正段、后拉削段之间连接有环形槽，环形槽的功能之一：作为拉刀制造时的中间基准，使得拉刀在磨床上磨削时能够利用磨床上的中间托板托住拉刀的中间基准后进行整体磨削，从而可以增加拉刀在磨削时的刚性，减少拉刀在磨削中的变形，从而提高拉刀本身的制造精度，有利于进一步提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度；环形槽的功能之二：可以作为磨拉刀外圆与花键的工艺空刀槽，相互不干涉。其中所述环形槽的宽度不大于渐开线花键孔深度的2/3，可以确保拉刀在花键孔内定位的连续性。

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。

本实用新型中，所述前拉削段、前端校正段上的螺旋切削齿、螺旋校正齿的轴向投影轮廓形状为圆形，所述后拉削段、后端校正段上的螺旋切削齿、螺旋校正齿的轴向投影轮廓形状为渐开线花键形状。

上述通过前拉削段、前端校正段加工出渐开线花键孔的内孔作为后拉削段拉削时的定位基准，有利于后拉削段进入花键孔时定位更准确，从而提高拉削时拉刀相对于花键孔的对中精度、提高拉削质量。

本实用新型中，所述杆体的两端同轴地设置有作为拉刀加工基准的工艺中心孔，所述环形槽与所述工艺中心孔同轴。

作为本实用新型的优选方案之一，所述环形槽的宽度为3～5mm。

作为本实用新型的优选方案之二，所述螺旋校正齿、螺旋切削齿为多头螺旋齿，所述多头螺旋齿的头数为2～4个。

上述螺旋切削齿和螺旋校正齿是通过在拉刀的工作段的外圆上开设螺旋容屑槽而形成，并通过开设多头螺旋容屑形成多头螺旋切削齿和多头螺旋校正齿，其可以使得拉刀在拉削过程中能保持一周的齿同时参与加工，同时有2个或4个齿成对称分布切削，平稳切削力，这样能保证工件稳定。另外，采用多头螺旋齿结构能够允许容屑槽设计得更宽，使得排屑更容易，有利于加工后的零件其表面粗糙度和齿形精度达到设计的要求。

本实用新型中，以所述前导段的外圆作为基准外圆，所述多头螺旋齿在所述基准外圆上的导程角为4～6°。

作为拉刀齿升量的优选方案，所述前拉削段上的螺旋切削齿的齿升量为0.04～0.06mm，所述后拉削段上的螺旋切削齿的齿升量为0.06～0.08mm。

为了方便断屑，所述前拉削段上的螺旋切削齿上设有分屑槽，且所述分屑槽前后错开。

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。

本实用新型中，所述螺旋切削齿上其切削刃的后角为2.0～2.5°，所述螺旋校正齿上其切削刃的后角为1.0～1.5°，所述螺旋切削齿、螺旋校正齿的切削刃的前角为13～17°。

本实用新型中，所述螺旋切削齿、螺旋校正齿的切削刃上沿轴向均设有一段刃带，所述螺旋切削齿上其切削刃的刃带宽度为0.04～0.06mm，所述前端校正段上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度按照从拉刀前端到拉刀后端的方向在0.10～1.00mm的范围内依次渐增，所述后端校正段上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度为0.2～0.4mm。

上述前端校正段上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度按照从拉刀前端到拉刀后端的方向在0.10～1.00mm的范围内依次渐增，可以提高拉刀的前端校正段从花键孔一侧退出、同时后拉削段从花键孔另一侧进入时的拉刀定位的平稳性。

为了增加拉刀在拉床上的安装精度，所述尾端夹头段上与后导段的连接处设有一段定位外圆。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀，其拉刀的螺旋齿结构，有利于实现渐开线花键孔的连续拉削，相对于常规设计的拉刀其拉削的稳定性更好，从而可以提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度。

第二，本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀，在所述前端校正段、后拉削段之间连接有环形槽，该环形槽功能一：作为拉刀制造时的中间基准，使得拉刀在磨床上磨削时能够利用磨床上的中间托板托住拉刀的中间基准后进行整体磨削，从而可以增加拉刀在磨削时的刚性，减少拉刀在磨削中的变形，从而提高拉刀本身的制造精度，有利于进一步提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度；环形槽功能二：可以作为磨拉刀外圆与花键的工艺空刀槽，相互不干涉。其中所述环形槽的宽度不大于渐开线花键孔深度的2/3，可以确保拉刀在花键孔内定位的连续性。

第三，本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀，通过前拉削段、前端校正段加工出渐开线花键孔的内孔作为后拉削段拉削时的定位基准，有利于后拉削段进入花键孔时定位更准确，从而提高拉削时拉刀相对于花键孔的对中精度、提高拉削质量。

第四，本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀，其采用多头螺旋齿结构，可以使得拉刀在拉削过程中能保持一周同时有2个或4个对称切削齿参与加工，这样能保证工件稳定，切削力平衡。另外，采用多头螺旋齿结构能够允许容屑槽设计得更宽，使得排屑更容易，有利于加工后的零件其表面粗糙度和齿形精度达到设计的要求。

第五，本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀，前端校正段上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度按照从拉刀前端到拉刀后端的方向在0.10～1.00mm的范围内依次渐增，可以提高拉刀的前端校正段从花键孔一侧退出、同时后拉削段从花键孔另一侧进入时的拉刀定位的平稳性。

附图说明

图1是本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀的结构示意图；

图2是图1中，后拉削段上的螺旋切削齿、后端校正段上的螺旋校正齿的轴向投影轮廓形状示意图；

图3是图1中，前拉削段上的螺旋切削齿上设有分屑槽的结构示意图；

图4是图1中，涉及环形槽部分的局部放大图；

图5是图1中的螺旋切削齿、螺旋校正齿的轴向截面视图。

图中：1、前端夹头段，2、颈部段，3、前导段，4、工作段，5、后端校正段，6、后导段，7、尾端夹头段，10、前拉削段，11、后拉削段，12、环形槽，13、前端校正段，14、工艺中心孔，15、分屑槽，16、容屑槽，17、定位外圆，18、过渡导向段。

图中：α为切削刃的后角，β为切削刃的前角，f为切削刃的刃带宽度，H为环形槽的宽度。

图中：A为拉刀前端，B为拉刀后端。

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5所示为本实用新型的一种渐开线花键孔的螺旋齿拉刀的实施例，包括由前端夹头段1、颈部段2、前导段3、工作段4、后导段6、尾端夹头段7依次连接组成的一体化的杆体，所述工作段4包括按照从所述前导段3至后导段6的方向依次连接的前拉削段10、前端校正段13、后拉削段11、后端校正段5，且在所述前端校正段13、后拉削段11之间连接有环形槽12，所述前拉削段10、前端校正段13上分别设有用于加工所述渐开线花键孔内孔的螺旋切削齿、螺旋校正齿，所述后拉削段11、后端校正段5上分别设有用于加工所述渐开线花键孔的花键齿的螺旋切削齿、螺旋校正齿，所述环形槽12的宽度不大于渐开线花键孔深度的2/3。

上述螺旋切削齿和螺旋校正齿是通过在拉刀的工作段4的外圆上开设螺旋容屑槽16而形成。拉刀的螺旋齿结构，有利于实现渐开线花键孔的连续拉削，相对于常规设计的拉刀其拉削的稳定性更好，从而可以提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度。

另外，上述技术方案中的螺旋齿拉刀，在所述前端校正段13、后拉削段11之间连接有环形槽12，环形槽功能之一：该环形槽12作为拉刀制造时的中间基准，使得拉刀在磨床上磨削时能够利用磨床上的中间托板托住拉刀的中间基准后进行整体磨削，从而可以增加拉刀在磨削时的刚性，减少拉刀在磨削中的变形，从而提高拉刀本身的制造精度，有利于进一步提高渐开线花键孔的加工精度和表面粗糙度；环形槽功能之二：该环形槽12作为磨外圆与磨花键的空刀，便于磨外圆与磨花键。其中所述环形槽12的宽度H不大于渐开线花键孔深度的2/3，可以确保拉刀在花键孔内定位的连续性。

为了方便拉刀的安装、定心，在所述颈部段2与前导段3之间还可以设置过渡导向段18。

本实施例中，所述前拉削段10、前端校正段13上的螺旋切削齿、螺旋校正齿的轴向投影轮廓形状为圆形，所述后拉削段11、后端校正段5上的螺旋切削齿、螺旋校正齿的轴向投影轮廓形状为渐开线花键形状。

上述通过前拉削段10、前端校正段13加工出渐开线花键孔的内孔作为后拉削段11拉削时的定位基准，有利于后拉削段11进入花键孔时定位更准确，从而提高拉削时拉刀相对于花键孔的对中精度、提高拉削质量。

本实施例中，所述杆体的两端同轴地设置有作为拉刀加工基准的工艺中心孔14，所述环形槽12与所述工艺中心孔14同轴。

作为本实施例的优选方案之一，所述环形槽12的宽度H为3～

5mm。

作为本实施例的优选方案之二，所述螺旋校正齿、螺旋切削齿为多头螺旋齿，所述多头螺旋齿的头数为2～4个。更优选的方案是，所述多头螺旋齿的头数为4个。

上述螺旋切削齿和螺旋校正齿是通过在拉刀的工作段4的外圆上开设螺旋容屑槽16而形成，并通过开设多头螺旋容屑形成多头螺旋切削齿和多头螺旋校正齿，其可以使得拉刀在拉削过程中能保持一周有2个或4个齿同时参与加工，这样能保证工件稳定，切削力平衡。另外，采用多头螺旋齿结构能够允许容屑槽16设计得更宽，使得排屑更容易，有利于加工后的零件其表面粗糙度和齿形精度达到设计的要求。

本实施例中，以所述前导段3的外圆作为基准外圆，所述多头螺旋齿在所述基准外圆上的导程角为4～6°。

作为拉刀齿升量的优选方案，所述前拉削段10上的螺旋切削齿的齿升量为0.04～0.06mm，所述后拉削段11上的螺旋切削齿的齿升量为0.06～0.08mm。

为了方便断屑，所述前拉削段10上的螺旋切削齿上设有分屑槽15，且所述分屑槽15前后错开。

本实施例中，所述分屑槽15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。

本实施例中，所述螺旋切削齿上其切削刃的后角α为2.0～2.5°，所述螺旋校正齿上其切削刃的后角α为1.0～1.5°，所述螺旋切削齿、螺旋校正齿的切削刃的前角β为13～17°。

本实施例中，所述螺旋切削齿、螺旋校正齿的切削刃上沿轴向均设有一段刃带，所述螺旋切削齿上其切削刃的刃带宽度f为0.04～

0.06mm，所述前端校正段13上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度f按照从拉刀前端A到拉刀后端B的方向在0.10～1.00mm的范围内依次渐增，所述后端校正段5上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度f为0.2～0.4mm。

上述前端校正段13上其螺旋校正齿的切削刃的刃带宽度f按照从拉刀前端A到拉刀后端B的方向在0.10～1.00mm的范围内依次渐增，可以提高拉刀的前端校正段13从花键孔一侧退出、同时后拉削段11从花键孔另一侧进入时的拉刀定位的平稳性。

为了增加拉刀在拉床上的安装精度，所述尾端夹头段7上与后导段6的连接处设有一段定位外圆17。

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。