一种一拉成型的大拉刀 |
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| 申请号 | CN201611195798.5 | 申请日 | 2016-12-22 | 公开(公告)号 | CN106583858A | 公开(公告)日 | 2017-04-26 |
| 申请人 | 汉德车桥(株洲)齿轮有限公司; | 发明人 | 易蓉; 唐正义; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种一拉成型大拉刀，包括拉刀本体和 紧 固件 ，其特征是拉刀本体为圆筒状结构，拉刀本体上设有粗拉刀套、跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套和 花键 粗拉部分三段拉削结构和前柄及后柄；花键粗拉部分是在拉刀本体中间段加工形成；粗拉刀套套装固定在拉刀本体的前部，跳齿结构圆孔的扩齿厚精刀套套装固定在拉刀本体的后部，前柄及后柄分别设置在拉刀本体的前后筒内并分别采通过紧固件紧固。拉刀本体、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 。拉刀本体上设有前拉削齿、后拉削齿、花键齿根部和花键齿。本发明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。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一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： |
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| 说明书全文 | 一种一拉成型的大拉刀技术领域背景技术[0002] 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。 发明内容[0004] 本发明的技术方案：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，该拉刀本体为三段拉削结构，即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。 [0005] 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。 [0006] 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。 [0007] 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。 [0008] 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。 [0009] 所述的拉刀本体长度为2120mm～2620mm。 [0011] 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。 ~ [0012] 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。 [0013] 综上所述，本发明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。附图说明 [0014] 图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的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7为扩齿厚精刀套上齿的放大示意图。 [0015] 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[0016] 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。 [0017] 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。 [0018] 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。 [0019] 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。 [0020] 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。 [0021] 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。 [0022] 所述的拉刀本体1长度为2220mm。 [0023] 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。 [0024] 本发明以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。 [0025] 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。 [0026] 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。Fz ——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。 [0027] 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。 [0028] 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°。 [0029] 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。~ [0030] 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。 [0031] 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=30′40′~轴向铲磨成形。 [0032] 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。 [0033] 综上所述，本发明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。 |
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