專利名稱：一種外推拉刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用于加工柱狀零件外形的刀具，特別地說是一種加工齒輪以及和齒輪 類似的柱狀體零件的外推拉刀。
背景技術(shù)：
在加工柱狀體零件時，通常是用普通刀具采用外切削的方式加工，存在加工程序復(fù)雜， 需大量配套設(shè)備，加工成本高的缺陷。尤其是齒輪加工中，傳統(tǒng)的方法是成型法和展成法， 用這兩種方法加工齒輪時是采用滾齒(或者插齒)+剃齒+珩磨(或者磨齒)等工藝生產(chǎn)， 其均需要大量的加工機床，其生產(chǎn)效率低，能耗高，原材料浪費較大，環(huán)保性差，齒輪加 工時存在齒輪基距差和周節(jié)積累誤差，并且由于這種方式加工時受力復(fù)雜，受力大，擠壓 變形嚴(yán)重，齒面損傷嚴(yán)重，對齒輪的性能影響較大。
CN1277645 (專利號為02102926. 1)公開了一種專用于齒輪加工的齒輪外推拉刀，從 其公開的說明書和說明書附圖中可知其主要結(jié)構(gòu)包括帶前引導(dǎo)錐口的前引導(dǎo)壓盤和帶后 引導(dǎo)口的后引導(dǎo)壓盤以及切削部分結(jié)構(gòu)，兩引導(dǎo)壓盤由連接桿和螺釘連接，切削部分壓接 于前、后引導(dǎo)壓盤之間，其中，切削部分的的內(nèi)切削齒由單個的刀齒組成，整體圓柱齒外 推拉刀齒型面為內(nèi)齒型面，單個的扇形刀齒型面為外齒型面，并且從附圖中可進(jìn)一步看出 其內(nèi)切削齒是豎向設(shè)置在刀齒條上，然后數(shù)條刀齒條拼合在安裝筒內(nèi)構(gòu)成的切削部分。這 種結(jié)構(gòu)存在以下缺陷
1、 刃齒加工困難，裝配困難，刀具精度低。該外拉刀切削部分由細(xì)長刃齒條組合而
成，細(xì)長條刃齒剛度差，難以加工；切削時環(huán)行刃齒切削一致性不能保證；安裝時的位置 精度也難以保證，這就使得刀具整體精度較低。
2、 刀具強度低，易崩齒。由于其切削部分是由安裝筒和內(nèi)切削齒兩部分構(gòu)件連接在
一起形成，在其周向上包括有兩個構(gòu)件，故難以承受較大的周向切削應(yīng)力，使得刀具整體 強度低、易崩齒。3、成本高，維修不方便。當(dāng)某個具體的刀齒損壞時需要更換整個刀齒條，故其維修 不便，維修成本高，同時換下的刀齒條無法修復(fù)利用。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，而提供一種加 工方便，而且精度高、強度好、維修方便的加工柱狀體零件，尤其是齒輪零件的外推拉刀。 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案
一種外推拉刀，包括前引導(dǎo)壓盤、后引導(dǎo)壓盤、連接桿和壓接于前引導(dǎo)壓盤和后引導(dǎo) 壓盤之間的切削部分，其特點在于，所述切削部分由多個不同尺寸型腔的環(huán)形內(nèi)齒切削刃 片縱向疊加組合構(gòu)成；所述環(huán)形內(nèi)齒切削刃片上設(shè)置有整體和待加工件外型匹配的數(shù)個內(nèi) 切削刃齒，各內(nèi)切削刃齒在軸向呈階梯排列；所述切削部分上縱向設(shè)置有匹配的定位銷孔 和定位銷，各環(huán)形內(nèi)齒切削刃片由定位銷固定連接。
作為本實用新型技術(shù)方案的一種優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式，所述切削部分包括初切齒部分I、過
渡齒部分n、精切齒部分ni和校正齒部分iv，所述切削部分由初切齒部分I、過渡齒部
分II、精切齒部分III和校正齒部分IV依次重疊排列在軸向并呈階梯狀分布結(jié)構(gòu)，每個 部分均由多個環(huán)形內(nèi)齒切削刃片縱向疊加組合并由縱向設(shè)置的定位銷連接固定，所述定位 銷可以是設(shè)置在直徑方向上的兩組，也可以是周向均勻分布的多組，所述初切齒部分I、
過渡齒部分n、精切齒部分in和校正齒部分iv之間同樣由定位銷連接固定。采用這種
優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式后，當(dāng)?shù)毒咧心硞€具體的環(huán)形內(nèi)齒切削刃片損壞需更換時，只需拆卸至其所 在的具體切削部分而不必將整個刀具拆卸開來，這樣不僅節(jié)約了檢修時間而且避免了因刀 具整體不斷拆裝而使得刀具精度下降。當(dāng)然也還可以是采用本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員公知的其它 連接結(jié)構(gòu)，比如卡合連接等等。
作為本技術(shù)方案的再進(jìn)一步優(yōu)化，所述環(huán)形內(nèi)齒切削刃片為復(fù)合切削刃片，由過盈熱 合的方式連接的切削刃齒和刃片套構(gòu)成，切削刃齒為合金工具鋼或硬質(zhì)合金等材料制成， 不影響刃齒整體的強度。具體地說是在切削刃片中承受切削應(yīng)力較大的刃齒部分設(shè)置為合 金工具鋼或硬質(zhì)合金等材料，可進(jìn)一步增強其切削強度，其它部分采用普通鋼材，可節(jié)約 成本，有利于裝配、運輸、儲存。
本技術(shù)方案中，所述環(huán)形內(nèi)齒切削刃片上還設(shè)置有油槽，用于在刀具切削時通入冷卻油起冷卻潤滑的作用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點
1、 與傳統(tǒng)柱狀體零件加工方法特別是齒輪的傳統(tǒng)加工方法相比，本實用新型具備因 可一次成型而生產(chǎn)效率高的優(yōu)點；而且節(jié)約了大量的加工機床設(shè)備，具有節(jié)約能源、節(jié)約 原料、成本低且利于環(huán)保的優(yōu)點。
2、 刃齒加工容易，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，加工成本低。可以在電火花線切割等機床 上加工出有斜面的型腔，這些斜面形成刃齒的后刀面、側(cè)刀面。然后利用電火花、磨削等 方法加工出刃齒的正刀面和刃口。
3、 加工精度較高。本實用新型中環(huán)形內(nèi)齒切削刃片的縱向?qū)挾刃?，體積小，可采用 線切割的方式加工其內(nèi)的切削刃齒，容易保證其加工精度，并且是由于通過線切割的方式， 可以保證型腔齒形和定位銷孔之間的相對位置，這樣在裝配時，使用此定位銷孔，就保證 了裝配時的定位精度。同時，因為消除了齒輪基距差和周節(jié)積累誤差而提高了加工精度。
4、 刀具整體強度高。由于環(huán)形內(nèi)齒切削刃片為一體構(gòu)成，其周向上只有一種構(gòu)件， 故能承受較強的周向應(yīng)力，使得刀具整體強度好，不易崩齒；切削部分的初切齒部分、過 渡齒部分、精切齒部分和校正齒部分分別由多個環(huán)形內(nèi)齒切削刃片縱向疊加組合后用定位 銷壓緊固為一體，然后再依次由連接桿壓緊固定于前、后引導(dǎo)壓盤之間，進(jìn)一步增強了刀 具整體強度。
5、 維修方便且維修成本低。因為本實用新型中切削刃片整體是縱向疊加組合構(gòu)成， 有定位銷連接，所以其單個的切削刃片可以很方便地拆裝、取換；當(dāng)環(huán)形內(nèi)齒切削刃片的 刃齒上的刃尖部分磨損后，可以通過修磨等手段加工后再次使用，降低了成本；同時當(dāng)某 個具體的切削刃齒損壞時，只需更換其所在的環(huán)形內(nèi)齒切削刃片即可，維修也很方便。
6、 刀具整體使用壽命長。當(dāng)?shù)毒哒w磨損，導(dǎo)致刀具形成的切削型腔整體尺寸偏大 時，可以通過在刀具整體的下部或者切削部分由初切齒部分I、過渡齒部分II、精切齒部 分III和校正齒部分IV依次等具體各個部分的下部添加一定尺寸規(guī)格的切削刃片，即可 消除切削型腔整體尺寸偏大的缺陷，繼續(xù)使用，從而大大增強了刀具的整體使用壽命。


圖1為本實用新型外推拉刀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖l俯視圖3為單獨的切削刃齒結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明部分切削刃齒剖面及油槽結(jié)構(gòu)示意圖5為本發(fā)明復(fù)合切削刃片的結(jié)構(gòu)以及部分復(fù)合切削刃片聯(lián)接示意圖6為圓形坯件示意圖7為留有少量加工余量的齒形坯件的示意圖8為圖6或者圖7用本發(fā)明外推拉刀加工后的齒輪示意圖9為圖6坯件加工前后切削余量對比示意圖，被切削掉部分用虛線表示；
圖10為圖7坯件加工前后切削余量對比示意圖，被切削掉部分用虛線表示。
具體實施方式
本發(fā)明主要用于柱狀體零件，尤其是齒輪零件的加工成型，由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理是 針對所有柱狀體結(jié)構(gòu)零件設(shè)計，其加工原理對所有的柱狀體結(jié)構(gòu)的零件均完全一致，故本 實施方式僅僅以齒輪為例，
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體的說明。
如圖1所示，本實施方式中的一種外推拉刀，包括前引導(dǎo)壓盤l、后引導(dǎo)壓盤2、以 及連接兩者的連接桿3和壓接于前引導(dǎo)壓盤1和后引導(dǎo)壓盤2之間的切削部分，其中所述 切削部分由初切齒部分I、過渡齒部分n、精切齒部分III和校正齒部分IV組成，每個 部分均由多個環(huán)形內(nèi)齒切削刃片6縱向疊加組合并由定位銷孔和定位銷7連接為一體；如 圖1和5所示，初切齒部分I、過渡齒部分II、精切齒部分III和校正齒部分IV依次由 定位銷孔和定位銷8連接固定，其中初切齒部分I的定位銷7還連接固定有前導(dǎo)向環(huán)4， 校正齒部分IV的定位銷7還連接固定有后導(dǎo)向環(huán)5，同時外推拉刀整體由連接桿3靠端頭 螺母9壓接固定為一體，具體地說是將前導(dǎo)向環(huán)4、切削部分、后導(dǎo)向環(huán)5連接固定為整 體后，分別將前導(dǎo)向環(huán)4和后導(dǎo)向環(huán)5的兩端卡接在前引導(dǎo)壓盤1和后引導(dǎo)壓盤2的凹槽 內(nèi)，再使用連接桿3與端頭螺母9將其再次壓緊固定。
其中，在環(huán)形內(nèi)齒切削刃片6上按齒輪外型切削規(guī)律分布著內(nèi)切削刃齒10，所述內(nèi)切 削刃齒10主要由線切割方式加工成型，其具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，同時所有環(huán)形內(nèi)齒切削 刃片6重疊連接為一體后形成的切削內(nèi)腔也恰好符合齒輪外型切削規(guī)律。如圖4所示，切 削刃片6為復(fù)合刃片的結(jié)構(gòu)形式，由內(nèi)切削刃齒IO和刃片套12構(gòu)成，內(nèi)切削刃齒10為 合金工具鋼或硬質(zhì)合金制成，兩者之間采用過盈熱合的方式設(shè)置為一體，即切削刃片6中承受切削應(yīng)力較大的刃齒部分設(shè)置為合金工具鋼或硬質(zhì)合金，其他用于裝配壓緊的部分采 用韌性更好的普通鋼材，不但可保證其切削強度，而且可節(jié)約成本，利于方便加工裝配定 位孔和裝配和運輸、保存，復(fù)合方式采用過盈熱合，不影響其整體強度。同時在刃片套12 的底部設(shè)置有油槽11，用于在刀具工作時通入冷卻油起冷卻潤滑的作用。
具體地說，本實施方式中前引導(dǎo)壓盤、后引導(dǎo)壓盤為帶通孔的環(huán)形壓板，前引導(dǎo)壓盤、 后引導(dǎo)壓盤之間由周向均勻分布的四根連接桿壓接有導(dǎo)向環(huán)和切削部分；切削部分中由初 切齒部分、過渡齒部分、精切齒部分和校正齒部分構(gòu)成，其分別為多個不同尺寸型腔的環(huán) 形內(nèi)齒切削刃片縱向疊加組合構(gòu)成，在環(huán)形內(nèi)齒切削刃片上按齒輪外型切削規(guī)律分布著內(nèi) 切削刃齒，切削部分上縱向設(shè)置有匹配的定位銷孔和定位銷將所述環(huán)形內(nèi)齒切削刃片固定 連接為一體，所述匹配是指每個環(huán)形內(nèi)齒切削刃片上的定位銷孔均設(shè)置在特定位置，使其 所有環(huán)形內(nèi)齒切削刃片靠定位銷固定連接為一體后形成的切削內(nèi)腔恰好符合齒輪外型切 削規(guī)律。
其使用時，待加工件從前引導(dǎo)壓盤的通孔進(jìn)入，經(jīng)前導(dǎo)向環(huán)導(dǎo)向，依次通過初切齒部 分I、過渡齒部分n、精切齒部分III進(jìn)行初切削、過渡切削和精切削，切削過程中逐漸 形成齒輪的外形輪廓；然后在通過校正齒部分IV依次進(jìn)行齒形校正，最后經(jīng)后導(dǎo)向環(huán)平 穩(wěn)地脫離外推拉刀。這樣工件只需一次性通過切削內(nèi)腔即可一體成型得到所需的齒輪外 形，參見圖8和圖10。
采用本發(fā)明外推拉刀加工齒輪， 一臺拉床一分鐘就可加工2—5件產(chǎn)品， 一個班可加 工1000—2000件產(chǎn)品，效率大大提高。因而加工同樣數(shù)量的齒輪，設(shè)備數(shù)量大幅減少。 節(jié)約電能、節(jié)約潤滑油、節(jié)省廠房，有利于環(huán)保。同時，本發(fā)明齒輪精度高，通過刃齒的 形狀、精度、裝配精度決定加工后齒輪的形狀、精度；不存在齒輪基距差和周節(jié)累積誤差， 齒形、齒向好。而且，采用本發(fā)明加工齒輪時，工件受力簡單，變形小，齒面損傷小，對 齒輪性能影響小。本發(fā)明外推拉刀結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，便于裝配、拆卸修磨，使用壽命 長，加工成本低。
下面再以加工直齒圓柱齒輪為例，詳細(xì)講解本發(fā)明的技術(shù)方案的實現(xiàn)。 一 、坯件。待加工的坯件有兩種形式。第一種，如圖6，待加工坯件外形為圓形，加 工余量大，外推拉刀的長度較長，制造成本較高，相應(yīng)的拉削時間較長，拉削效率相對較 低，但圓形坯件制造簡單。第二種，如圖7,待加工坯件的外形為仿齒形或齒形，此時的 仿齒形或齒形精度低，加工余量小，外推拉刀的長度較短，推拉刀制造成本相對較低，相應(yīng)的拉削時間較短，生產(chǎn)效率較高。但齒形坯件制造相對比圓形坯件困難。如圖6和圖7
所示坯件，可以是粉末冶金、金屬壓鑄、澆鑄、熱鍛或機加工件。該方法加工齒輪可大量 節(jié)約原材料。
二 、外推拉刀的制造、組裝、修磨。
1、 切削刃片選材、預(yù)加工。
采用合金工具鋼或硬質(zhì)合金等材料制作切削刀片。先對合金工具鋼等材料進(jìn)行機加 工，然后進(jìn)行熱處理。硬質(zhì)合金機加工困難，主要通過壓制成形，不需要熱處理。相對而 言，合金工具鋼等材料價格便宜，但切削時的綜合性能不如硬質(zhì)合金。
2、 復(fù)合切削刃片預(yù)加工。
合金工具鋼、硬質(zhì)合金等切削材料硬度高、韌性差、易碎裂，不利于連接，而且價格 昂貴。在利用合金工具鋼、硬質(zhì)合金等切削材料制作切削刃片時，在其外面熱合緊套(或 者其它方法套上) 一個刃片套，該刃片套由結(jié)構(gòu)鋼制成，調(diào)質(zhì)處理，綜合機械性能較好。 這既節(jié)約刀具材料，降低價格，又便于對刃片套加工(如定位孔)，便于連接。
3、 復(fù)合切削刃片刃齒的加工。
經(jīng)過初步加工后的復(fù)合切削刃片，可以在電火花線切割等機床上加工出有斜面的型 腔，這些斜面就形成刃齒的后刀面、側(cè)刀面。然后利用電火花、磨削等方法加工出刃齒的 正刀面和刃口。參見圖9。
4、 相鄰圓復(fù)合切削刃片的定位。
在利用電火花線切割加工復(fù)合切削刃片的型腔的同時，加工出定位銷孔，定位銷孔和 型腔的相對位置有確定的規(guī)律，定位銷穿過復(fù)合切削刃片的定位銷孔，從而達(dá)到使復(fù)合切 削刃片定位的目的。
5、 外推拉刀的組裝。
首先，將復(fù)合切削刃片按一定尺寸規(guī)律重疊排列起來，然后分為多組，每一組用定位 銷、墊圈、螺帽緊固聯(lián)結(jié)，參見圖1和圖5。其次，用定位銷、墊圈、螺帽或者其它方法 將相鄰刃片組緊固聯(lián)結(jié)形成切削部分。再次，分別在切削部分的兩端按要求安裝好前、后 導(dǎo)向環(huán)。最后，通過前、后導(dǎo)向壓板和連接桿牢固地固定。
6、 外推拉刀的修磨。
當(dāng)刃齒磨削到一定程度時，需要進(jìn)行修磨。將外推拉刀的各部件逐一拆分開來，通過 電火花、磨床等方法對復(fù)合切削刃片進(jìn)行修磨。對于嚴(yán)重?fù)p壞的刃齒，可以單獨更換。這樣，刀具的使用壽命大大延長。 三、拉削直齒圓柱齒輪。 以立式拉床為例，加工直徑較大齒輪。
1、 設(shè)備選用立式拉床。
2、 將圖1中的前引導(dǎo)壓盤朝上，后引導(dǎo)壓盤朝下在上述設(shè)備上緊固安裝外推拉刀， 并接通潤滑油或者潤滑液。
3、 將工件從前引導(dǎo)壓盤的內(nèi)腔放入，經(jīng)過前導(dǎo)向環(huán)導(dǎo)向，在拉床的下拉力作用下， 逐漸經(jīng)過初切齒、過渡齒、精切齒的切削，然后進(jìn)入校正齒進(jìn)行擠壓校正，由后導(dǎo)向環(huán)導(dǎo) 向，最后平穩(wěn)脫離外推拉刀，即可得到所需的產(chǎn)品。
本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅僅限于此實施方式，且還可以在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)做出 種種等同變化，比如其中的連接桿和定位銷還可以替換為本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員公知的其他連 接構(gòu)件或連接方式，這些等同變化均應(yīng)看著屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。同時本發(fā)明還可用于 其它與齒輪類似的柱狀體零件的加工成型，由于其結(jié)構(gòu)原理和加工原理和本實施例均完全 一致，故本實施例中僅僅以齒輪為例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了具體的說明。
權(quán)利要求1、一種外推拉刀，包括前引導(dǎo)壓盤(1)、后引導(dǎo)壓盤(2)、連接桿(3)和壓接于前引導(dǎo)壓盤(1)和后引導(dǎo)壓盤(2)之間的切削部分，其特征在于，所述切削部分由多個不同尺寸型腔的環(huán)形內(nèi)齒切削刃片(6)縱向疊加組合構(gòu)成。
2、 如權(quán)利要求1所述的外推拉刀，其特征在于，所述切削部分上縱向設(shè)置有匹配的 定位銷孔和定位銷(7、 8)，各環(huán)形內(nèi)齒切削刃片(6)由定位銷(7、 8)固定連接。
3、 如權(quán)利要求l所述的外推拉刀，其特征在于，所述切削部分包括初切齒部分I、過 渡齒部分II、精切齒部分III和校正齒部分IV，所述初切齒部分I、過渡齒部分II、精 切齒部分III和校正齒部分IV依次重疊排列在軸向呈階梯狀結(jié)構(gòu)，每個部分均由多個環(huán) 形內(nèi)齒切削刃片(6)縱向疊加組合并由定位銷(7)連接固定，所述初切齒部分I、過渡 齒部分II、精切齒部分III和校正齒部分IV依次之間由定位銷(8)連接固定。
4、 如權(quán)利要求l所述的外推拉刀，其特征在于，所述環(huán)形內(nèi)齒切削刃片(6)為復(fù)合 切削刃片，由過盈熱合的方式連接的切削刃齒(10)和刃片套(12)構(gòu)成，切削刃齒(10) 為合金工具鋼或硬質(zhì)合金制成。
專利摘要本實用新型公開了一種加工柱狀零件外形的外推拉刀，包括前引導(dǎo)壓盤、后引導(dǎo)壓盤、連接桿和壓接于前引導(dǎo)壓盤和后引導(dǎo)壓盤之間的切削部分，所述切削部分由多個不同尺寸型腔的環(huán)形內(nèi)齒切削刃片縱向疊加組合構(gòu)成；所述環(huán)形內(nèi)齒切削刃片上設(shè)置有整體和齒輪外型匹配的數(shù)個內(nèi)切削刃齒，各內(nèi)切削刃齒在軸向呈階梯排列；各環(huán)形內(nèi)齒切削刃片由定位銷固定連接。本實用新型具有生產(chǎn)效率高、節(jié)能、節(jié)約原料、節(jié)約設(shè)備、環(huán)保、成本低等優(yōu)點；同時具有刃齒加工容易，結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，加工成本低；加工精度較高；刀具整體強度高；維修方便且維修成本低；壽命長等特點。
文檔編號B23D43/00GK201353672SQ20092012642
公開日2009年12月2日 申請日期2009年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月24日
發(fā)明者楊方洲 申請人:楊方洲