本實(shí)用新型涉及一種一拉成型的大拉刀，它是一種用于大型內(nèi)齒輪的大拉刀。

背景技術(shù)：

目前，齒輪的內(nèi)齒圈大拉刀因加工難度大，大拉刀長(zhǎng)期依靠進(jìn)口價(jià)格昂貴，不僅需要花大量外匯，同時(shí)拉刀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦拉刀在使用中出現(xiàn)問(wèn)題，難以及時(shí)解決，給生產(chǎn)帶來(lái)諸多不便。而國(guó)內(nèi)的大拉刀為三拉一組或兩拉一組結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的大拉刀在拉削過(guò)程中需要重復(fù)定位，效率低，拉削成本高和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，需要研制一種一次拉削成型的大拉刀，用于提高拉削效率，確保產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠；同時(shí)，節(jié)省大量外匯和大大降低拉削生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服已有技術(shù)的不足和缺陷，提供了一種加工簡(jiǎn)單、拉削力均衡、質(zhì)量可靠、工作效率高和使用壽命長(zhǎng)的大型內(nèi)齒輪用的一拉成型的大拉刀。

本實(shí)用新型的的技術(shù)方案：一種一拉成型的大拉刀，包括拉刀本體、前柄、后柄和緊固件，其特征在于所述的大拉刀的拉刀本體為圓筒狀結(jié)構(gòu)，拉刀為三段拉削結(jié)構(gòu)，該三段拉削結(jié)構(gòu)為粗拉刀套、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套和花鍵粗拉結(jié)構(gòu)，即前部是粗拉刀套，中間是花鍵粗拉結(jié)構(gòu)，后部是跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套；中間是花鍵粗拉結(jié)構(gòu)是通過(guò)加工形成，設(shè)置三段拉削結(jié)構(gòu)減少拉刀的裝配環(huán)節(jié)，消除裝配誤差對(duì)拉刀精度的影響，無(wú)須倒角刀套，加工簡(jiǎn)單，成本低，裝卸容易，質(zhì)量可靠。

所述的前柄、后柄分別設(shè)置在拉刀本體的前后筒內(nèi)，并通過(guò)前螺栓、平鍵、后螺栓和螺釘緊固。

所述的拉刀本體中的粗拉刀套，跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套、前柄和后柄均設(shè)有定位鍵槽；用于保證拉刀裝配精度。

所述的拉刀本體中的花鍵粗拉部分設(shè)有前拉削齒和后拉削齒，花鍵粗拉結(jié)構(gòu)上設(shè)有花鍵齒根部和花鍵齒；該花鍵齒根部設(shè)有倒角θ,前拉削齒的齒升量δ1為0.05～0.08mm，后拉削齒的齒升量δ2為0.06～0.09mm。對(duì)拉刀進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，采取分段、劃?rùn)n的辦法，合理設(shè)計(jì)齒升量，均衡拉削力，在不增加拉刀長(zhǎng)度的前提下，拉削力控制在55噸以?xún)?nèi)，保證拉刀能在60噸位的拉床上正常拉削。

所述的花鍵粗拉結(jié)構(gòu)上的花鍵齒根部上的設(shè)有倒角θ；其倒角θ =（180°/齒數(shù)+工件被倒角角度）×2 。將倒角設(shè)計(jì)在花鍵拉削齒的根部，既保證拉刀的加工制造，又能保證精度，且拉刀的使用壽命長(zhǎng)，拉削的產(chǎn)品質(zhì)量好。

所述的拉刀本體（1）長(zhǎng)度為2120mm～2620mm。

所述的粗拉刀套（2）、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套（7）和拉刀本體（1）均為優(yōu)質(zhì)高速鋼結(jié)構(gòu)，前柄（6）和后柄（9）均為9CrSi材料制成的前后柄。

本大拉刀采用了花鍵和圓孔進(jìn)行粗、精分開(kāi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即粗拉花鍵齒采用漸成式拉削，精拉花鍵齒采用同廓式拉削，為盡量延長(zhǎng)拉刀的整體壽命，讓拉刀的每一段切削齒都盡量發(fā)揮效益，粗、精刀套采用可換套筒式的裝配結(jié)構(gòu)。

大拉刀的跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套采用漸開(kāi)線齒、圓孔齒相間排列，即小徑定心、同軸式跳齒結(jié)構(gòu)，進(jìn)行內(nèi)孔、齒形復(fù)合拉削，這種排齒方式使工件小徑和漸開(kāi)線齒面幾乎是在拉刀的同一部位、同時(shí)被加工出來(lái)，可消除拉床運(yùn)動(dòng)精度和拉刀直線度的影響，工件的同軸度由拉刀圓孔齒對(duì)漸開(kāi)線齒分圓的同軸度決定。大拉刀的跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套的花鍵齒齒頂不參與切削，齒升量安排在側(cè)刃，故齒側(cè)必須有后角，為了充分延長(zhǎng)拉刀壽命，側(cè)后角設(shè)計(jì)成α=20′~50′軸向鏟磨成形。

本大拉刀的粗拉花鍵齒部采用抬高后頂尖的設(shè)計(jì)制造，以形成一定的側(cè)后角，減小拉刀刀齒側(cè)后面與工件的摩擦，既減小拉削力又保證了拉削的表面質(zhì)量。大拉刀設(shè)計(jì)成裝配式結(jié)構(gòu)，分解為前柄部、粗拉刀套、粗拉花鍵齒部、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套及后柄部，切削部用優(yōu)質(zhì)高速鋼，前后柄部用9CrSi材料，拉刀本體為圓筒狀結(jié)構(gòu)，以保證刃部有良好的淬透性，同時(shí)可減少淬火變形，也可減輕拉刀自重。

綜上所述，本實(shí)用新型的拉削部分設(shè)計(jì)為三段結(jié)構(gòu)，即前部是粗拉刀套，中間是花鍵粗拉部分，后部是跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的花鍵精刀套。采用三段結(jié)構(gòu)使其減少拉刀的裝配環(huán)節(jié)，消除裝配誤差對(duì)拉刀精度的影響，無(wú)須倒角刀套，加工簡(jiǎn)單，成本低，裝卸容易，拉削力均衡，質(zhì)量可靠，工作效率高和使用壽命長(zhǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為前拉削齒局部放大示意圖；

圖4為后拉削齒局部放大示意圖；

圖5為圖1的局部放大示意圖；

圖6為花鍵齒根部倒角放大示意圖；

圖中1-拉刀本體，2-圓孔刀套，3-螺栓，4-螺釘， 5-平鍵，6-前柄，7-擴(kuò)齒厚精刀套，8-小螺栓，9-后柄，10-鍵槽，22-前拉削齒，23-后拉削齒，32-花鍵齒根部，33-花鍵齒。

具體實(shí)施方式

參閱上述附圖，一種一拉成型的大拉刀，包括拉刀本體1、前柄6、后柄9和緊固件，其特征在于所述的大拉刀的拉刀本體1為圓筒狀結(jié)構(gòu)，該拉刀為三段拉削結(jié)構(gòu)，該三段拉削結(jié)構(gòu)為粗拉刀套2、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套7和花鍵粗拉的拉刀本體1，即前部是粗拉刀套2，中間是花鍵粗拉拉刀本體1，后部是跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套7；設(shè)置三段拉削結(jié)構(gòu)減少拉刀的裝配環(huán)節(jié)，消除裝配誤差對(duì)拉刀精度的影響，無(wú)須倒角刀套，加工簡(jiǎn)單，成本低，裝卸容易，質(zhì)量可靠。

所述的前柄6、后柄9分別設(shè)置在拉刀本體1的前后筒內(nèi)，并通過(guò)前螺栓3、平鍵、后螺栓8和螺釘4緊固。

所述的拉刀本體1上套裝的粗拉刀套2、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套7，前柄6和后柄9均設(shè)有定位鍵槽10；用于保證拉刀裝配精度。

所述的拉刀本體1上設(shè)有前拉削齒22，和后拉削齒23，花鍵粗拉結(jié)構(gòu)上設(shè)有花鍵齒根部32和花鍵齒33；該花鍵齒根部32設(shè)有倒角θ。

所述的前拉削齒22的齒升量δ1為0.05～0.08mm，后拉削齒23的齒升量δ2為0.06～0.09mm。對(duì)拉刀進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，采取分段、劃?rùn)n的辦法，合理設(shè)計(jì)齒升量，均衡拉削力，在不增加拉刀長(zhǎng)度的前提下，拉削力控制在55噸以?xún)?nèi)，保證拉

刀能在60噸位的拉床上正常拉削。

所述的花鍵粗拉結(jié)構(gòu)上的花鍵齒根部32上的設(shè)有倒角θ；其倒角θ =（180°/齒數(shù)+工件被倒角角度）×2 。將倒角設(shè)計(jì)在花鍵拉削齒的根部，既保證拉刀的加工制造，又能保證精度，

且拉刀的使用壽命長(zhǎng)，拉削的產(chǎn)品質(zhì)量好。

所述的拉刀本體1長(zhǎng)度為2220mm。

所述的粗拉刀套2、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套7和花鍵粗拉結(jié)構(gòu)拉刀本體1均為優(yōu)質(zhì)高速鋼結(jié)構(gòu)，前柄（6）和后柄9均為9CrSi材料制成的前后柄。

本實(shí)用新型以steyr內(nèi)齒圈大拉刀為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下：

該steyr內(nèi)齒圈大拉刀由于集大直徑、超長(zhǎng)度、高精度于一身，大拉刀直徑為238.05mm；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案考慮到國(guó)內(nèi)設(shè)備條件、工藝手段、材料供給等方面的現(xiàn)實(shí)情況下，既保證拉刀精度達(dá)到DIN3961標(biāo)準(zhǔn)6級(jí)，確保拉削的產(chǎn)品質(zhì)量完全符合要求，又要使拉刀的使用壽命、工作效率要達(dá)到要求，采用“裝配式、分段拉削、一次拉削成型”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，以漸成式和同廓式相結(jié)合的方式設(shè)計(jì)刃齒。

大拉刀的拉削部分為三段，前部是粗拉刀套2，中間是花鍵粗拉部分的拉刀本體1，后部是跳齒結(jié)構(gòu)的擴(kuò)齒厚精刀套7。本拉刀本體1、粗拉刀套2、跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套7、前柄6和后柄9上均設(shè)有定位鍵槽10，定位鍵槽10是用來(lái)保證拉刀裝配精度的。

參閱圖1、圖3和圖4，在拉刀的本體1上，采取分段、劃?rùn)n合理安排齒升量的方法，在其上設(shè)有前拉削齒22和后拉削齒23。本體1上粗拉花鍵部位前拉削齒22的拉削量較多，為保證拉削力小于55噸，前拉削齒22的齒升量δ1設(shè)計(jì)為0.072mm，后拉削齒23的拉削量較少，后拉削齒的齒升量δ2設(shè)計(jì)為0.082mm。依據(jù)Fz=F′x*N*B*Zn*K1*K2*K3拉力計(jì)算公式，使前、后段的拉削力均衡，達(dá)到拉削力偏小、前后均衡的目的。

——拉削力

F′x ——單位長(zhǎng)度切削刃上的切削力

N ——拉刀花鍵鍵數(shù)

B ——拉刀一個(gè)刀齒的切削刃寬度

Zn ——拉刀同時(shí)工作齒數(shù)

K1 ——刀具前角系數(shù)

K2 ——拉刀磨鈍程度系數(shù)

K3 ——不同切削液系數(shù)

參閱圖1、圖5和圖6，在本體1上設(shè)有花鍵齒33，無(wú)獨(dú)立的倒角齒，在花鍵齒33的花鍵齒根部32上設(shè)有倒角θ；

倒角θ =（180°/齒數(shù)+工件被倒角角度）×2。

φ2：花鍵齒倒角直徑=工件小徑的最大值+2×工件倒角直邊長(zhǎng)

φ1：花鍵齒根徑最大值--通常設(shè)計(jì)為略小于工件拉前孔徑，便于制造、測(cè)量。

工件被倒角角度為45°，工件倒角直邊長(zhǎng)為0.2，齒數(shù)57，小徑

φ222.72+0.072 0，拉前孔徑φ222.32+0.06 0

計(jì)算：φ2 =工件小徑的最大值+2×工件倒角直邊長(zhǎng)

=（222.72+0.072）+2×0.2

= 222.792+0.4=φ223.192

φ1 =φ222

θ =（180°/齒數(shù)+工件被倒角角度）×2

=（180°/57+45°）×2=96.3°

為了制造測(cè)量的方便，通常取整θ=100°。

參閱圖1和圖7，在擴(kuò)齒厚精刀套7上，花鍵齒齒頂不參與切削，齒升量安排在側(cè)刃，故齒側(cè)必須有后角，為了充分延長(zhǎng)拉刀壽命，側(cè)后角α設(shè)計(jì)成30′~40′軸向鏟磨成形。

本大拉刀采用了花鍵和圓孔進(jìn)行粗、精分開(kāi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即粗拉花鍵齒采用漸成式拉削，精拉花鍵齒采用同廓式拉削，為盡量延長(zhǎng)拉刀的整體壽命，讓拉刀的每一段切削齒都盡量發(fā)揮效益，粗、精刀套采用可換套筒式的裝配結(jié)構(gòu)。

大拉刀的擴(kuò)齒厚精刀套采用漸開(kāi)線齒、圓孔齒相間排列，即小徑定心、同軸式跳齒結(jié)構(gòu)，進(jìn)行內(nèi)孔、齒形復(fù)合拉削，這種排齒方式使工件小徑和漸開(kāi)線齒面幾乎是在拉刀的同一部位、同時(shí)被加工出來(lái)，可消除拉床運(yùn)動(dòng)精度和拉刀直線度的影響，工件的同軸度由拉刀圓孔齒對(duì)漸開(kāi)線齒分圓的同軸度決定。大拉刀的擴(kuò)齒厚精刀套的花鍵齒齒頂不參與切削，齒升量安排在側(cè)刃，故齒側(cè)必須有后角，為了充分延長(zhǎng)拉刀壽命，側(cè)后角設(shè)計(jì)成α=20′~50′軸向鏟磨成形。

本大拉刀的粗拉花鍵齒部采用抬高后頂尖的設(shè)計(jì)制造，以形成一定的側(cè)后角，減小拉刀刀齒側(cè)后面與工件的摩擦，既減小拉削力又保證了拉削的表面質(zhì)量。大拉刀設(shè)計(jì)成裝配式結(jié)構(gòu)，分解為前柄部、粗拉圓刀套、粗拉花鍵齒部、精拉刀套及后柄部，切削部用優(yōu)質(zhì)高速鋼，前后柄部用9CrSi材料，拉刀本體圓筒狀結(jié)構(gòu)，以保證刃部有良好的淬透性，同時(shí)可減少淬火變形，也可減輕拉刀自重。

綜上所述，本實(shí)用新型的拉削部分設(shè)計(jì)為三段結(jié)構(gòu)，即前部是粗拉刀套，中間是花鍵粗拉部分，后部是跳齒結(jié)構(gòu)圓孔的擴(kuò)齒厚精刀套。采用三段結(jié)構(gòu)使其減少拉刀的裝配環(huán)節(jié)，消除裝配誤差對(duì)拉刀精度的影響，無(wú)須倒角刀套，加工簡(jiǎn)單，成本低，裝卸容易，拉削力均衡，質(zhì)量可靠，工作效率高和使用壽命長(zhǎng)。