(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号1.5(22)申请日2020.04.23(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN111633283(43)申请公布日2020.09.08(73)专利权人西安法士特汽车传动有限公司地址710068陕西省西安市高新区西部大道129号(72)发明人(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务61216代理人(51)Int.Cl.B23F21/26(2006.01)B23D43/00(2006.01)(56)对比文件CN207746481U,2018.08.21CN207746481U,2018.08.21CN106624134A,2017.05.10JP2006326749A,2006.12.07GB548583A,1942.10.15CN1550279A,2004.12.01CN2801356Y,2006.08.02CN201211577Y,2009.03.25CN201644917U,2010.11.24CN102581372A,2012.07.18CN103537751A,2014.01.29CN204075370U,2015.01.07CN205237235U,2016.05.18CN209452899U,2019.10.01CN110899831A,2020.03.24审查员(54)发明名称一种粗精拉结构花键拉刀及其设计方法(57)摘要本发明公开了一种粗精拉结构花键拉刀及其设计方法。所公开的拉刀包括花键切削齿，花键切削齿沿切削方向包括多个同心布置的刀齿环，相邻两个刀齿环构成一组刀齿环，每一组刀齿齿顶两侧设有内凹圆角；同组的精拉齿与粗拉齿齿升量之和为本组刀齿的齿升量，并且各组刀小于粗拉齿齿升量。所公开的方法为本发明拉刀的设计方法。本拉刀对刀刃崩尖有一定的抵抗能力，出现崩尖时，由于粗拉齿不参与最终齿廓的形成，不会影响齿轮齿面的加工质量；精拉齿切削量较少，受力小，耐用性好。权利要求书2页说明书5页附图2页CN1116332831.一种粗精拉结构花键拉刀，包括后柄部、花键校准齿部、花键切削齿部、圆孔切削部和前柄部，所述后柄部、花键校准齿部、花键切削齿部、圆孔切削部、前柄部沿切削方向依次设置，所述花键切削齿部包括多个同心布置的刀齿环，其特征是，沿切削方向，所述多个同心布置的刀齿环中相邻两个刀齿环构成一组刀齿环，每一组刀齿环由一粗拉刀齿环和一精拉刀齿环构成；所述多个同心布置的刀齿环构成多组刀齿所述粗拉刀齿环包括多个呈环状分布的粗拉齿，所述精拉刀齿环包括多个呈环状分布的精拉齿；各粗拉齿顶部两侧设有内凹圆角；同组的精拉齿齿升量与粗拉齿齿升量之和为本组刀齿的齿升量，并且各组刀齿环的齿升量相同，同时各组刀齿环的粗拉齿齿升量相同；同一粗拉刀齿环中周向上相邻的两个内凹圆角位于同一圆弧，该圆弧的半径Rs为：a为粗拉齿内凹圆角高度，a的取值范围是0.35‑0.65mm；c为待加工件在拉刀外径为R时的齿顶弧齿厚度，单位：mm；b为粗切齿齿顶厚，b＝(0.5‑0.6)*c，单位：mm；为拉刀为外径R‑a时的齿弧齿厚，单位：mm。2.如权利要求1所述的粗精拉结构花键拉刀，其特征是，同一组刀齿内，粗拉齿齿升量占单组齿升量的70％‑90％，精拉齿齿升量占单组齿升量的10％‑30％。3.如权利要求1所述的粗精拉结构花键拉刀，其特征是，键切削齿部的容屑槽深度，单位：mm；af1为粗拉齿齿升量，单位mm；K为粗拉齿容屑系统；L为待加工件的拉削长度，单位：mm。4.如权利要求1所述的粗精拉结构花键拉刀，其特征是，所述内凹圆角高度大于单组5.权利要求1所述的粗精拉结构花键拉刀设计方法，其特征是，方法有：(1)根据待加工件的模数及材料抗拉强度确定单组齿升量af0f2＝af0，同组的精拉齿齿升量小于粗拉齿齿升量，其中：af1(3)确定粗拉齿上内凹圆角高度a。6.如权利要求5所述的粗精拉结构花键拉刀设计方法，其特征是，粗拉齿齿升量占单组齿升量的70％‑90％，精拉齿齿升量占单组齿升量的10％‑30％。7.如权利要求5所述的粗精拉结构花键拉刀设计方法，其特征是，方法还包括：(4)根据被加工件的材料抗拉强度和步骤(2)中确定的粗拉齿齿升量确定粗拉齿容屑系数K；(5)确定拉刀容屑槽深度H：L为待加工件的拉削长度。8.如权利要求6所述的粗精拉结构花键拉刀设计方法，其特征是，方法还包括：CN111633283(6)确定同一粗拉刀齿环中周向上相邻的两个内凹圆角所属圆弧的半径Rs：a取值范围是0.35‑0.65mm，单位：mm；b为粗切齿齿顶厚，b＝(0.5～0.6)*c，c为待加工件在拉刀外径为R时的齿顶弧齿厚度；CN111633283一种粗精拉结构花键拉刀及其设计方法技术领域[0001]本发明涉及一种机械加工用刀具，具体涉及一种精粗拉结构花键拉刀。背景技术[0002]目前，国内外渐开线花键或矩形花键拉刀一般会用单齿渐成式加工结构，所有的刀齿为同心圆，在切削过程中，后一个刀齿比前一个刀齿高，每一个刀齿拉去一层金属，逐层完成花键齿形的加工，由于每一个刀齿都参与了花键齿廓的加工，所以拉刀上任意一个刀齿出现崩尖、磨损等非正常现象后，都会造成齿轮齿廓上的粗糙度缺陷，当工件材料较硬或齿轮齿廓粗糙度要求比较高时，拉刀刃磨一次加工数量很少，加工成本比较高。发明内容[0003]针对现存技术存在的问题与缺陷，本发明提供一种粗精拉结构花键拉刀。[0004]为此，本发明提供的精粗拉结构花键拉刀包括花键切削齿部，所述花键切削齿部包括多个同心布置的刀齿环，[0005]沿切削方向，相邻两个刀齿环构成一组刀齿环，每一组刀齿环由一粗拉刀齿环和[0006]所述粗拉刀齿环包括多个呈环状分布的粗拉齿，所述精拉刀齿环包括多个呈环状分布的精拉齿；各粗拉齿顶部两侧设有内凹圆角，[0007]同组的精拉齿齿升量与粗拉齿齿升量之和为本组刀齿的齿升量，并且各组刀齿环[0009]具体的，粗精拉结构花键拉刀还包括后柄部、花键校准齿部、圆孔切削部、前柄部，所述后柄部、花键校准齿部、花键切削齿部、圆孔切削部、前柄部沿切削方向依次设置。[0010]同时本发明提供一种粗精拉结构花键拉刀设计方法。为此本发明所提供的设计方法有：[0011](1)根据待加工件的模数及材料抗拉强度确定单组齿升量af0f2＝af0，同组[0013](3)确定粗拉齿上内凹圆角高度a。[0014]进一步，方法还包括：[0015](4)根据被加工件的材料抗拉强度和步骤(2)中确定的粗拉齿齿升量确定粗拉齿容屑系数K；[0016](5)确定拉刀容屑槽深度H。[0017](6)确定同一粗拉刀齿环中周向上相邻的两个内凹圆角所属圆弧的半径Rs。[0018]可选的，同一组刀齿内，粗拉齿齿升量占单组齿升量的70％‑90％，精拉齿齿升量 CN111633283 占单组齿升量的10％‑30％。[0019] 可选的， H为花键切削齿部的容屑槽深度，单位：mm；a f1 拉齿齿升量，单位：mm；K为粗拉齿容屑系统；L为待加工件的拉削长度，单位：mm。[0020] 优选的，所述内凹圆角高度大于单组齿升量。 [0021] 优选的，同一粗拉刀齿环中周向上相邻的两个内凹圆角位于同一圆弧，该圆弧的 半径Rs为： [0022] [0023] a为粗拉齿内凹圆角高度，a的取值范围是0.35‑0.65mm； [0024] c为待加工件在拉刀外径为R时的齿顶弧齿厚度，单位：mm； [0025] b为粗切齿齿顶厚，b＝(0.5‑0.6)*c，单位：mm； [0026] 为拉刀为外径R‑a时的齿弧齿厚，单位：mm。[0027] 可选的，所述花键切削齿包括20‑30组刀齿环。 [0028] 相对于现存技术，本发明的拉刀的将2个刀齿作为一组，前一个刀齿切除大部分金 属，不参与最终齿廓的加工，虽然受力较大，但是结构强度好，不易崩尖，即使出现崩尖，由 于不参与最终齿廓的形成，所以不可能影响渐开线齿面的加工质量；后一个刀齿切削余量较 小，完成渐开线齿廓的加工；受力小，不易崩尖，具有比较强的抗拉伤性能；同时由于粗拉齿对 刀刃要求不高，精拉齿磨损小，可某些特定的程度的增加拉刀的单次加工数量；并且由于精拉齿磨 损小，在可刃磨量一定的情况下，拉刀刃磨次数明显地增加。 附图说明 [0029] 图1为本发明的花键切削齿的结构示意图； [0030] 图2为本发明的粗拉齿与精拉齿结构示意图； [0031] 图3为本发明的粗拉齿结构示意图； [0032] 图4为本发明的花键拉刀结构参考示意图。 具体实施方式 [0033] 除非特殊情况有其他限制，否则下列定义适用于本说明书里面使用的术语。此外，除 非另行进行说明，否则本文所用的所有科技术语的含义与本阀门所属领域的技术人员通常 理解是一样的。如发生矛盾，以本说明书及其包括的定义为准。 [0034] 对于本发明而言，本申请文件中所使用的一些术语的含义如下： [0035] 如本文中所用，方向性术语“内”、“轴向”、“径向”与说明书附图纸面上的具体方向 或附图中所示空间的相应方向一致。 [0036] 本发明针对传统的单齿渐成式拉刀易崩尖，寿命低的问题，设计出了一种粗精拉 结构的渐开线个刀齿作为一组，前一个刀齿切除大部分金属，但不参与最终 花键齿廓的加工，称为为粗拉齿，粗拉齿切除大部分金属，虽然受力较大，但是结构强度好， 对刀刃崩尖有一定的抵抗能力，而且即使出现崩尖，由于粗拉齿不参与最终齿廓的形成，不 会影响齿轮齿面的加工质量；后一个刀齿完成花键齿廓的精加工，称为精拉齿，精拉齿切削 CN111633283 量较少，受力小，耐用性好；本发明的花键切削齿整体轮廓成圆锥形，多组刀齿环根据待加工零部件(具体如：内孔、渐开线花键、矩形花键等)的尺寸要求分布在拉刀本体上。 [0037] 本发明的粗精拉结构花键拉刀结构参数包括每组刀齿齿升量、刀具槽型、粗切齿 刀具形状参数外，其余参数(如齿距、前角、刃带结构，刀柄结构等)设计方法与传统设计方 法相同。本发明所涉及术语的相关解释结合表1、图2和图3所示理解。 [0038] [0039][0040] 本发明所述根据待加工件的模数及材料抗拉强度确定单组齿升量a f0 ，一种具体示 例如表2所示。 [0041] 表2a f0 推荐表(单位：mm) [0042] [0043] 本发明所述根据被加工件的材料抗拉强度和粗拉齿齿升量确定粗拉齿容屑系数 K；一种示例如表3所示，表3中选取粗拉齿容屑槽系数，其中内容为“/”的不建议采用本发明 结构设计。 [0044] 表3粗拉齿容屑系数K推荐表 CN111633283 [0045][0046] 本发明粗拉齿齿顶两侧设有内凹圆角以更好确保粗拉齿强度同时在发生崩尖时 可避免影响加工质量，本发明粗拉齿齿顶上的内凹圆角高度值a优选大于齿升量a f0 。一种经 .35‑0.65mm。内凹圆角的后角(图3所示p‑p)根据加工需求确定，如为8‑
