CN116748610A - 紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构 - Google Patents

Abstract

本发明的紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构，安装在刀柄的装配面上，包括夹具组件和刃具，所述刃具为以反向对称结构设置，且在刀尖和刀跟位置处均设置有切削刃，其中：所述装配面的顶角位置处设置有豁口，所述豁口连通有用于对刀尖或刀跟限位的圆角槽，所述豁口用于安装所述刃具；所述夹具组件用于所述刃具安装在所述豁口后，以对所述刃具在刀柄的径向方向上进行限位。控制锯齿止推螺纹的对中性，改善牙型面的粗糙度，提高非对称锯齿止推螺纹的合格率，降低刀具消耗。

Description

紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构

技术领域

本发明属于金属表面机械加工的技术领域，尤其涉及一种紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构。

背景技术

在航空发动机的传动件中的高低压转子紧固件中轴承件底座内非对称螺纹，用于承受轴向负荷，牙型为锯齿形的止推螺纹。在(294000-343000)N压紧力以及不大于3800N·m力矩下装配、分解内螺纹结构件过程中，螺母在初步转动后逐渐变紧，甚至出现卡死的现象。通过分析，用该类非对称锁紧内螺纹的螺纹角度3°和45°角度和螺纹牙型面的粗糙度对该其零件的对中能力影响很大，从而造成的零件的螺纹副处间隙偏大及螺纹的对中能力较弱，导致工作中出现卡死的无法满足该类零件的装配性能要求。

传统的非对称锯齿止推螺纹的车削刃具采用通过非标螺纹刀片和刀垫进行固定在刀柄上加工的，切削刃高度在垫片与刃具的组合中都是固定的。所有的刀柄设计采用的倾角为1.5°，刀杆采用1°～1/2°的倾角。在使用中通过改变刀垫厚度尺寸调整车刀中心在切线方向上中心高度的螺旋升角，完成不同直径的螺纹加工见，采用传统的刃具车削3°/45°内非对称锯齿止推螺纹时，会出现以下的问题：

1)不同直径的螺纹型面的角度3°是变化的，也是不准确的，最高差0.4°；

2)刃具的后角磨损严重，在采用平装螺纹刀片加工时，刃具的螺旋升角时固定的，但零件直径是变换的，不同的零件直径的螺旋升角就是变化的，导致角度3°就会不合格，并且刃具磨损快。

3)加工后的螺纹牙型表面有拉丝，牙型面有挤压等缺陷，造成牙型表面粗糙度差，且毛刺不易去除。零件使用过程中角度3°在装配过程中时螺纹会出现卡顿，不顺畅甚至卡死的想象。

4)由于切削刃磨损较快，刃具消耗较大，刃具仅能加工10件零件，性价比较低。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构，解决传统刃具车削3°/45°内非对称锯齿止推螺纹时，加工效率较低的技术问题。本案的技术方案有诸多技术有益效果，见下文介绍：

提供一种紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构，安装在刀柄的装配面上，包括夹具组件和刃具，所述刃具为以反向对称结构设置，且在刀尖和刀跟位置处均设置有切削刃，其中：

所述装配面的顶角位置处设置有豁口，所述豁口连通有用于对刀尖或刀跟限位的圆角槽，所述豁口用于安装所述刃具；

所述夹具组件用于所述刃具安装在所述豁口后，以对所述刃具在刀柄的径向方向上进行限位。

与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：

本发明的结构提供新型内非对称锯齿止推螺纹3°/45°的车削刀具，控制锯齿止推螺纹的对中性，改善牙型面的粗糙度，提高非对称锯齿止推螺纹的合格率，降低刀具消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为设置通孔和键槽的示意图；

图2为设置有豁口且豁口未设远角槽的示意图；

图3为固定块固定刃具的示意图；

图4为固定块的示意图；

图5为刃具各个角度设置的示意图；

图6为刃具的示意图；

其中：

1、刃具；11、第一弧形凹槽；12、第二弧形凹槽；13、安装面；131、切削刃；14、侧定位面；15、工作面；2、豁口；21、圆角槽；22、第一面；23、第二面；31、固定块；311、第一弧形部；312、第二弧形部；32、螺栓；4、通孔；5、键槽；6、刀柄。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示的紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具1结构，如图3所示，安装在刀柄的装配面上，包括夹具组件和刃具1，刃具1为以反向对称结构设置，且在刀尖和刀跟位置处均设置有切削刃131，反向对称，例如，太极图的图形对称方式，其中：

如图2所示，装配面的顶角位置处设置有豁口2，豁口2连通有用于对刀尖或刀跟限位的圆角槽21，豁口2用于安装刃具1；

夹具组件用于刃具1安装在豁口2后，以对刃具1在刀柄的径向方向上进行限位。

优选的，如图5所示，刃具1的刃倾角48°±30′、前角为5°和螺旋升角3°，排屑角5°等，刃倾角48±30′，包括左边的侧刃倾角为3°+15′和右边的侧刃倾角为45°+15′，左边的侧刃倾角为3°+15′为实际加工时与加工零件所接触的基面，由该基面所对应的切削刃131对零件进行加工。

核心方案为：刃具1为以反向对称结构设置，避免传统的方式中仅在刀尖设置切削刃131，由于切削刃131磨损较快，刀具消耗较大，刃具1一般仅加工10件零件后，需要更换，本发明在刀尖和刀跟分别设置了切削刃131，提高刃具1的性价比，其次，夹具组件的设置，替代了传统方式刀垫的使用，由于在加工过程中，会产生较为强烈的振动，刀垫的能够对振动进行缓冲，但影响了止推螺纹3°/45°的加工稳定性，并且，刃具1的刃倾角48±30′、前角为5°和螺旋升角为3°的设置方式不仅替代传统方式中通过刀垫使用，还能保证止推螺纹3°/45°的加工的精度。

传统的方式中，多用于7°/45°螺纹加工，加工3°/45°过程中，刀具通过增加刀垫(正弦定理原理)保证刀尖的中心在切削中心上，存在配合误差将导致刀具的刀尖中心存在撤销过程中与切削中心高度产生误差，造成被加工角度误差偏大。其包括刀杆，刀垫和刀片，存在强度不足，在加工过程中振动较大，引起所加工的牙型表面粗糙度差，并产生拉丝或翻边毛刺或挤压等缺陷。只有保证刀片和被加工螺纹之间形成本发明的刃倾角，切向侧刃倾角和径向侧刃倾角的角度为3°/45°，刀片和刀杆的中心高必须保持一致才能保证被加工螺纹的角度合格。切向侧刃倾角在传统刀具是通过公式(螺旋升角B＝P(螺距)/螺纹中径)算出螺旋升角，再，通过在刀杆装配表面增加相同角度的刀垫获得相应正确的3°侧向倾角。由于刀具的螺纹升角固定，但零件直径是变换的，不同的零件直径的螺纹升角就是变化的，导致角度3°加工的零件不合格，刀具磨损快，质量不稳定。

刃具1的刃倾角48°±30′、前角为5°和螺旋升角为3°(螺旋升角为3°替代螺旋升角的设置方式，从而避免了刀垫调整影响刃具1中心高度误差，在加工角度时，无法保证对3°/45°螺纹加工精度的情况出现)，保证在螺纹的法切方向的切面形状无限的接近实际需求，避免内螺纹大直径比对切削质量的影响。刀具的大，小径尺寸的严格控制(+/-0.025)可以保证在满足切深的情况下，完美的切除掉小径所产生的翻边毛刺，大大减少了后期钳工的工作量且零件的外观更美观，一致性更好。刀具5°前角的设计可以最大限度满足切削刚性的情况下降低切削力，降低零件变形量，有利于切屑成型及流出，及其，刃口的抛光处理(精细微刃口钝化处理<0.02MM)可以大大提高零件螺纹牙型表面的粗糙度和一致性，保证锯齿止推螺纹对中性，从而保证其在高力矩下的锁紧力。

进一步的，对于刀具涂层方面选用先进的PVD ALTIN射电涂层，增强了刀具的耐磨性，有高抗变形的基体材料，提高刀具的抗崩刃的能力。

作为本案所提供的具体实施方式，如图3所示，在装配面上且近邻豁口2位置处设置有带内螺纹的通孔4，夹具组件包括固定块31和螺栓32，其中：螺栓32的一端穿过固定块31与通孔4螺纹连接，且在转动螺栓32时，固定块31能够压紧刃具1，对刃具1在刀柄的径向方向上进行限位。

进一步的，如图4所示，为提高固定块31稳固性和对刃具1的紧固力，在装配面上且近邻通孔4位置处设置有弧形结构的键槽5(两端圆弧中间矩形结构设置的键槽5)，固定块31的两端分别设置有第一弧形部311和第二弧形部312；

一般的，如图6所示，刃具1包括两个安装面13、工作面15和测定位面，工作面15上设置切削刃131，测定位面用于刃具1的安装定位，安装面13用于刃具1的安装。两个安装面13以错开的方式且在刀柄的轴向设置有分别设置有第一弧形凹槽11和第二弧形凹槽12，错开的方式，优选的，为反向对称的方式，其中：

如图3所示，键槽5的形状与第一弧形部311的形状相适配，第二弧形部312的形状与第一弧形凹槽11的形状相适配，转动螺栓32时，驱动第二弧形部312与第一弧形凹槽11紧密接触，对刃具1进行限位。安装面13优选的，以安装面13作为基本，该基面以斜基面结构设置，倾斜的角度，与刃具1中心线的夹角为3°，即，刃具1侧刃倾角为3°，替代传统(螺旋升角B＝P(螺距)/螺纹中径)的设置，能够避免加工后的螺纹牙型表面有拉丝，牙型面有挤压等缺陷，造成牙型表面粗糙度差，且毛刺不易去除的情况出现，零件加工后在使用过程中的角度3°在装配过程中时螺纹会出现卡顿及不顺畅甚至卡死的想象。

进一步的，豁口2的设置，在装配面上且沿刀柄的轴向方向上形成的第一面22，并在刀柄的径向方向上形成第二面23，第一面22与第二面23垂直，圆角槽21的长度与豁口2的宽度相同，第一面22远离圆角槽21的一端与第二弧形凹槽12接触或留有一定间隙。第一弧形凹槽11和第二弧形凹槽12的尺寸相同。步的，刃具1还包括侧定位面14，侧定位面14抵制在第二面23上，用于刃具1在刀柄轴向方向上的限位。

以上对本发明所提供的产品进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明创造原理的前提下，还可以对发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种紧固锯齿止推螺纹3°/45°的车削刃具结构，安装在刀柄的装配面上，其特征在于，包括夹具组件和刃具，所述刃具为以反向对称结构设置，且在刀尖和刀跟位置处均设置有切削刃，其中：

所述装配面的顶角位置处设置有豁口，所述豁口连通有用于对刀尖或刀跟限位的圆角槽，所述豁口用于安装所述刃具；

所述夹具组件用于所述刃具安装在所述豁口后，以对所述刃具在刀柄的径向方向上进行限位。

2.根据权利要求1所述的车削刃具结构，其特征在于，在所述装配面上且近邻所述豁口位置处设置有带内螺纹的通孔，所述夹具组件包括固定块和螺栓，其中：

所述螺栓的一端穿过所述固定块与所述通孔螺纹连接，且在转动所述螺栓时，所述固定块能够压紧所述刃具，对所述刃具在刀柄的径向方向上进行限位。

3.根据权利要求2所述的车削刃具结构，其特征在于，在所述装配面上且近邻所述通孔位置处设置有弧形结构的键槽，所述固定块的两端分别设置有第一弧形部和第二弧形部；

所述刃具包括两个安装面，两个所述安装面以错开的方式且在刀柄的轴向分别设置有第一弧形凹槽和第二弧形凹槽，其中：

所述键槽的形状与所述第一弧形部的形状相适配，所述第二弧形部的形状与所述第一弧形凹槽的形状相适配，转动所述螺栓时，驱动所述第二弧形部与第一弧形凹槽紧密接触，对所述刃具进行限位，和/或，两个所述安装面作为刃具的基面，所述基面以斜截面的方式设置，倾斜的角度为3°。

4.根据权利要求3所述的车削刃具结构，其特征在于，所述豁口的设置，在所述装配面上且沿刀柄的轴向方向上形成的第一面，并在刀柄的径向方向上形成第二面，所述第一面与第二面垂直，所述圆角槽的长度与所述豁口的宽度相同，所述第一面远离所述圆角槽的一端与所述第二弧形凹槽接触。

5.根据权利要求4所述的车削刃具结构，其特征在于，所述第一弧形凹槽和第二弧形凹槽的尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的车削刃具结构，其特征在于，所述刃具还包括侧定位面，所述侧定位面抵制在所述第二面上，用于刃具在刀柄轴向方向上的限位。

7.根据权利要求1所述的车削刃具结构，其特征在于，所述刃具的刃倾角为48°±30′、前角为5°和螺旋升角为3°。