一种新型内螺纹加工刀具的研制
一种新型内螺纹加工刀具的研制 【摘 要】在现代工业加工技术中，内螺纹加工刀具是一种十分常见的加工工具，许多零部件的加工都需要通过它才能够完成。本文介绍的结构简洁、全新设计、操作简便的内螺纹加工刀具，具有很好的加工效果。同其他加工刀具有所不同，本文的内螺纹加工刀具的刃口由多块锰钢尖状物组成，可对大螺距、大口径深度内螺纹进行加工，从实践经验来看，该刀具具有较大的容屑空间，可有效降低加工对象的阻力，降低了刀具的损耗率。
【关键词】内螺纹加工刀具;深孔螺纹;研制
一、前言
当前，在机械加工行业中普遍实用的内螺纹加工刀具，都是由丝锥刀身和刀柄两个部分构成，属于整体式物理结构，丝锥刀刃上留有一道沟槽以便增大刀口锋利度和藏屑槽。在对大螺距、大口径深孔内螺纹进行加工时，由于加工深度较大，同时具有很强的加工阻力，因此会产生较多的切屑、通常藏屑空间过小容易导致排屑受阻，给刀具较大的损害，报废率也显著提高。而且该种加工刀具具有很苛刻的使用条件，如果丝锥上哪怕存在一丝微小的缺损，则整个刀具就无法继续正常使用，增大了加工成本费用。对此，本文在现有刀具结构特点的基础上，重新设计了一种新型内螺纹加工刀具即新型丝锥刀具，它可以根据加工需要很方便的拆装组合，从实际操作经验看，该新型刀具较旧刀具具有良好的加工性能。
二、刀具的结构设计
新型丝锥由丝锥体、丝锥杆、丝锥尾柄、紧定螺钉和调整滑块等构成，其中丝锥杆和丝锥尾柄是独立的配件，可以自由拆分。同原有的加工刀具相比，其重要创新之处在于:放弃了过去丝锥的整体构造，采用新型的组合式功能结构，可有效调整丝锥的功能用途。同时，新型丝锥也继承了传统丝锥的优点，即同样具有工作部分和尾柄两部分结构。丝锥的主要结构部分有数个小丝锥模块组合而成，在使用功能上它具有旧丝锥结构的功能，即由切削部分和校准部分组成，但是同时又添加了新的加工性能。在丝锥体外部开有切削刃和容屑槽，而内孔则精加工成正方形的孔，以便与丝锥杆正确安装定位。
刀具切削任务全部由丝锥体切口来承担，为保证切削阻力能够由所有刀齿均匀分担，因此承担切削任务的刀口可采用圆锥形结构;丝锥体校准部分有完整的廓形，用以校准螺纹的廓形和在丝锥前进时起导向作用。为有效降低切削阻力，可缩小校准部分的外径和中径大小，将其加工成倒锥形状。容屑沟的槽数z取决于丝锥的类型、直径、工件材料和被加工螺纹的精度等。槽数减少，容屑空间增大，切屑不易堵塞;同时由于增大了切削深度，刀口所遇到的切削阻力也显著降低，因而切削扭矩也减小。而槽数多，则丝锥导向性好，螺纹的加工精度较高且
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面较光洁。丝锥杆是一段精加工的正方形芯轴，其尺寸与丝锥体和调整滑块的正方形内孔相配，起到安装定位丝锥体或调整滑块的作用;为紧固连接需要，在其端部加工了螺钉孔;丝锥尾柄的后部由一段方头柄用以传递扭矩。为便于与机床
的驱动机构连接，尾柄的外型尺寸与机床的连接部分相匹配。调整滑块，它主要起到调整丝锥工作部分长度和改善排屑功能的作用。当加工较大直径的深孔螺纹或大螺距螺纹时会造成切屑增多、排屑困难、刀具散热条件差，导致切削热和切削力增大，容易出现崩刀、刀具折断等现象。为了提高切削工作效率和质量，加工丝锥刀具使用调整滑块结构设计，其主要作用是为了调整加工作业区的长度，以改善切削条件和有效排屑，提高丝锥体使用寿命，调整滑块可以很好的弥补加工长度的不足。为提高调整模块的规范性和实用性，调整滑块与丝锥体的长度要保持相同;而其外径则应小于丝锥体的外径，以有效增加刀具的容屑空间，方便排屑。安装时调整滑块必须串装在正方形丝锥杆的后部。
本新型丝锥的主要结构要素设计要点:
1.丝锥体校准部分
考虑到本丝锥所加工的是不通孔的大螺距、大直径深孔内螺纹(直径>m20mm)，因此必须铲磨，并控制每100mm长度上的倒锥量不超过某一合理值。
2.容屑沟槽数及槽形
使用本新型丝锥加工刀具，用三槽进行粗加工，精加工则使用四槽。由于考虑到了藏屑沟的容积大小，采用两圆弧和一直线构成容屑沟的槽形，即槽形前刀面为直线，其余部分为两段圆弧。
3.丝锥体的前角和后角
丝锥前角的选择可根据工件材料属性来进行，当加工钢或铸铁时
较加工铝时前角应取较小值;丝锥的后角应按其类型、用途和工件材料的性质选取。根据本新型丝锥为机用、工件材料为钢以及主要用于加工不通孔内螺纹的情况分别选择了相应的前角γp和后角αp 值。
三、刀具的制作
丝锥体的制作材料可根据加工对象的
要求
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自由选择，通常在高锰钢、硬合金、高强度钢 之间选择。刀具其他部位，例如丝锥杆、丝锥尾柄以及调整滑块等，可以采用常规的钢材制作而成。通常新型丝锥配备8个丝锥体、6块调整滑块。制作加工时，丝锥体上的螺纹切削刃形和方形孔应成组装夹加工成形，每只丝锥体应分别编号。调整滑块也应成组加工。
四、刀具的组合安装及定位
在组装刀具时，可按照实际加工需要自由使用两个或多个丝锥体与调整滑块搭配，按其编号顺序串联安装在正方形丝锥杆上，再用紧定螺钉连接紧固。丝锥体和调整滑块的正方形内孔与正方形丝锥杆的接触面保证了相互间的周向定位;而其轴向定位则是依靠丝锥杆的轴肩面和紧定螺钉共同实现。
五、结束语
本文设计的新型丝锥加工螺纹刀具，具有造型简单、设计理念先进、操作简便的优点，对于加工m30以上的超大口径、大螺距的深内螺纹具有很突出的效果和功能。新添加的调整滑块，可以显著提高刀具的藏屑量，大大降低了加工过程中的阻力，有利于加工废屑
排出，降低丝锥的损耗率。在加工过程中，如遇到丝锥出现损牙的情况，可以很便捷的更换新丝锥，从而提高了加工效率，也降低了因损耗更换整个刀具的费用损失。由于组成刀身的丝锥杆(及丝锥尾柄)属于
标准
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配件，能够自由交换使用，即同把丝锥杆能够与各种型号的丝锥进行装配，因此也节省了刀具的制作成本，上述特点都是其他螺纹刀具所不具备的特点，也突出了新型加工螺纹刀具的优点。
参考文献
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