全文摘要
大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其构成如下：铣刀刀片(1)、压紧螺钉(2)、刀盘(3)、垫圈(4)、刀柄(8)；其中：刀盘(3)上至少有一处刀片安装槽(10)；刀柄(8)和刀盘(3)共轴线；刀盘(3)上的刀片安装槽(10)后端开口，即在刀盘(3)上设置的刀片安装槽(10)在朝向所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的靠近刀柄(8)的一侧开口，而远离刀柄(8)的一侧在周向相对于刀片安装槽(10)而言向刀盘(3)外部凸出。本实用新型加工大直径非标内螺纹具有铣削加工的优点，工件精度高和表面粗糙度低，刀具耐用度高，综合技术效果良好。
主设计要求
1.大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其特征在于：所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的构成如下：铣刀刀片(1)、压紧螺钉(2)、刀盘(3)、垫圈(4)、刀柄(8)；其中：刀柄(8)为轴状结构件，其位于所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的最后部；刀盘(3)是盘形结构件，其上设置有至少一处刀片安装槽(10)，铣刀刀片(1)布置在刀片安装槽(10)中；刀柄(8)和刀盘(3)为共轴线的同轴结构；刀盘(3)和刀柄(8)之间通过周向固定结构装配为一体；铣刀刀片(1)根据非标右旋内螺纹螺纹牙型设计；刀盘(3)中的刀片安装槽(10)与铣刀刀片(1)的外形相适应；刀盘(3)上的刀片安装槽(10)后端开口，即在刀盘(3)上设置的刀片安装槽(10)在朝向所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的靠近刀柄(8)的一侧开口，而远离刀柄(8)的一侧在周向相对于刀片安装槽(10)而言向刀盘(3)外部凸出。
设计方案
1.大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其特征在于：所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的构成如下：铣刀刀片(1)、压紧螺钉(2)、刀盘(3)、垫圈(4)、刀柄(8)；其中：
刀柄(8)为轴状结构件，其位于所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的最后部；刀盘(3)是盘形结构件，其上设置有至少一处刀片安装槽(10)，铣刀刀片(1)布置在刀片安装槽(10)中；刀柄(8)和刀盘(3)为共轴线的同轴结构；
刀盘(3)和刀柄(8)之间通过周向固定结构装配为一体；
铣刀刀片(1)根据非标右旋内螺纹螺纹牙型设计；刀盘(3)中的刀片安装槽(10)与铣刀刀片(1)的外形相适应；刀盘(3)上的刀片安装槽(10)后端开口，即在刀盘(3)上设置的刀片安装槽(10)在朝向所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的靠近刀柄(8)的一侧开口，而远离刀柄(8)的一侧在周向相对于刀片安装槽(10)而言向刀盘(3)外部凸出。
2.按照权利要求1所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其特征在于：用于将刀盘(3)和刀柄(8)周向固定的周向固定结构为键(6)或者花键结构。
3.按照权利要求2所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其特征在于：键(6)通过螺钉B(7)固定在刀柄(8)上，刀盘(3)通过连接螺钉A(5)固定在刀柄(8)上；在螺钉A(5)和刀柄(8)之间还设置有垫圈(4)；
刀盘(3)的同轴度小于0.01mm；刀盘(3)前后面的平行度小于0.05mm；保证刀盘(3)和刀柄(8)的同轴度小于0.05mm。
4.按照权利要求1-3其中之一所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其特征在于：
刀具齿数8齿，即铣刀刀片(1)的个数为8个且在刀盘(3)上沿圆周均匀布置；
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统整体即铣刀的直径为130mm。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及大直径内螺纹加工方法及铣削刀具结构领域，具体涉及一种大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统。
背景技术
目前，传统铣削内螺纹时一般采用由外向里的走刀方式，此时铣刀主轴逐渐推出，螺纹铣刀可采用传统结构。为提高螺纹表面加工质量和铣刀使用寿命，铣削螺纹应采用顺铣方式进行加工。常用机床主轴采用传统结构铣刀时，上述由外向里铣削内螺纹对于左旋螺纹为顺铣加工，对于右旋螺纹则为逆铣加工。为实现右旋内螺纹顺铣加工，铣刀需由里向外走刀，此时铣刀主轴逐渐拉回，即拉铣加工螺纹。拉铣加工时铣刀轴向受力与推铣加工相反，传统刀具结构不再能满足其需求，需对刀具结构进行改进。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种技术效果优良的适合从内到外加工的大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法的专用刀具系统。
本实用新型的技术应用背景说明如下：
大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法，首先将铣刀移入到内螺纹最里面即底部位置；然后铣刀沿径向移动进刀，接触到底孔内表面并开始切削；同时，铣刀绕内孔中心线公转，每公转一周从里向外移动一个螺距的距离，直至铣刀移动到最外面即口部，完成内螺纹的全部加工；其技术关键是：使用大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统进行大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工。
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的构成如下：铣刀刀片1、压紧螺钉2、刀盘3、垫圈4、连接螺钉A5、键6、螺钉B7、刀柄8；其中：
刀柄8为轴状结构件，其位于所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的最后部；刀盘3是盘形结构件，其上设置有至少一处刀片安装槽10，铣刀刀片1布置在刀片安装槽10中；刀柄8和刀盘3为共轴线的同轴结构；
刀盘3和刀柄8之间通过周向固定结构装配为一体；
铣刀刀片1根据非标右旋内螺纹螺纹牙型设计；刀盘3中的刀片安装槽10与铣刀刀片1的外形相适应；刀盘3上的刀片安装槽10也不再是传统前端开口而改为后端开口，即在刀盘3上设置的刀片安装槽10在朝向所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统的靠近刀柄8的一侧开口，而远离刀柄8的一侧在周向相对于刀片安装槽10而言向刀盘3外部凸出；这样可以保证拉铣内螺纹时铣刀刀片1不会由于轴向拉力过大而产生松动，从而影响加工效果；采用这种结构设计铣刀对非标内螺纹由内而外进行铣削加工时，刀片受到轴向切削抗力的作用，被紧紧的压靠在刀体上，能够很好地避免传统铣刀的刀片由于轴向拉力产生的松动和位移。
本实用新型所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，优选要求保护的记述内容是：
用于将刀盘3和刀柄8周向固定的周向固定结构为键6或者花键结构。
键6通过螺钉B7固定在刀柄8上，刀盘3通过连接螺钉A5固定在刀柄8上；在螺钉A5和刀柄8之间还设置有垫圈4。
为了保证加工精度，要保证刀盘3的同轴度小于0.01mm；刀盘3前后面的平行度小于0.05mm；在装配时，要保证刀盘3和刀柄8的同轴度小于 0.05mm。
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统还满足下述要求：
刀具直径即铣刀刀片1与刀盘3轴线之间的距离的2倍是130mm；
刀具齿数8齿，即铣刀刀片1的个数为8个且在刀盘3上沿圆周均匀布置；
铣削硬度为225～290HB的中碳钢的硬质合金铣刀的铣削速度一般为 100～180m\/min；铣削硬度为325～375HB的高碳钢的硬质合金铣刀的铣削速度一般为80～150m\/min；铣削硬度为325～425HB的合金钢的的硬质合金铣刀的铣削速度一般为80～100m\/min；
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统中铣刀刀片1个数为8 个，且所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统整体即铣刀的直径为130mm，并将上述材料的铣削特性考虑进去，将表面速度设置为120± 20m\/min，即刀具主轴转速约为400±50r\/min；刀具的每齿进给量为0.06 ±0.02。
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统在大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法中应用时，进一步优选：当工件9中内螺纹孔大径 270mm，小径260mm，螺距9mm，长度102mm时；刀具主轴转速400r\/min，每齿进给量为0.06。
本实用新型所涉及的刀具系统由铣刀刀片1、压紧螺钉2、刀盘3、垫圈4、连接螺钉A5、键6、螺钉B7、刀柄8组成。其中铣刀盘的刀槽不再是前端开口，而是后端开口。刀片受到轴向切削抗力的作用，被紧紧的压靠在刀体上，能够很好地避免传统铣刀的刀片由于轴向拉力产生的松动和位移。由于该刀具系统是对螺纹进行由内而外的铣削加工的，这种加工方式将具有铣削加工的优点。该加工采用8刃刀具系统加工，刀刃轮替切削，自动产生断屑，将不用考虑传统车削内螺纹的断屑问题。而且该刀具系统的刀刃冷却效果好，易于将刀刃温度控制在硬质合金刀具的许用工作温度 (800℃)以下。使切削条件有利于切削，这样可以提高刀具耐用度。铣削加工具有较高的加工精度，其经济加工精度一般为IT9-IT7，表面粗糙度 Ra值一般为6.3-3.2um。精细铣削精度可达IT5，表面粗糙度Ra值可达到 1.6um。这种刀具系统可以很好地实现顺铣加工大直径右旋非标内螺纹，并能够明显提高刀具的使用寿命高和内螺纹加工表面质量。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
图1为大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法的专用刀具系统结构简图主视图；
图2为大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法的专用刀具系统结构简图轴测图；
图3为大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法的专用刀具系统结构简图左视图；
图4为刀盘3的结构简图轴测图；
图5为刀盘3的结构简图主视图；
图6为对应图5视角的刀盘3结构简图右视图；
图7为对应图5视角的刀盘3结构简图剖视图；
图8为典型加工案例原理示意图；
图9为实施例1所述铣刀刀片1结构简图轴测图；
图10为实施例1所述铣刀刀片1结构简图主视图；
图11为实施例1所述铣刀刀片1结构简图仰视图；
图12为实施例1所述大直径非标右旋内螺纹牙型结构简图；
图13为实施例1所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法应用前的毛坯图；
图14为实施例1所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工方法应用后的内螺纹简图；
图15为具体实施例1的详细加工工序图之一；
图16为具体实施例1的详细加工工序图之二；
图17为具体实施例1的详细加工工序图之三。
图18为实施例2所述铣刀刀片1结构简图轴测图；
图19为实施例2所述铣刀刀片1结构简图主视图；
图20为实施例2所述铣刀刀片1结构简图仰视图；
图21为实施例2所述大直径非标右旋内螺纹结构简图；
图22为具体实施例3的详细加工工序图之一；
图23为具体实施例3的详细加工工序图之二；
图24为具体实施例3的详细加工工序图之三。
具体实施方式
为了更加清晰明了地阐述本实用新型发及其优点，以下结合实例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施案例仅仅用以解释本实用新型，并不能限定本实用新型。
附图标记含义如下：铣刀刀片1、压紧螺钉2、刀盘3、垫圈4、连接螺钉A5、键6、螺钉B7、刀柄8、工件9、刀片安装槽10、刀片安装槽底面10a、刀片安装槽10b、刀片压紧螺孔10c、刀片安装槽侧壁10d。
在图1和图2中，键6、螺钉B7、刀柄8组成了刀柄系统，铣刀刀片1 压紧螺钉2刀盘3组成铣刀刀盘，刀柄和铣刀刀盘通过垫圈4连接螺钉A5 键6螺钉B7连接组成本刀具系统，而刀盘是本实用新型的重点。
图4-7为刀盘3的细节结构简图，本实用新型中的刀盘3与传统的刀盘不同，传统刀盘的刀槽为前端开口，而本实用新型的刀盘3中的刀片安装槽10为后端开口。
图8为本实用新型的实施方式举例，将工件9加工出一个大直径的右旋非标内螺纹。对此右旋非标内螺纹采用由内而外的顺铣加工方法。在加工时将由铣刀刀片1压紧螺钉2刀盘3垫圈4连接螺钉A5键6螺钉B7刀柄8组成的刀具系统伸进要加工的工件9的内孔底部，铣刀径向移动进刀，接触到底孔内表面开始切削。同时，铣刀绕内孔中心线公转，每公转一周从里向外移动一个螺距的距离，直至铣刀移动到最外面即口部，完成内螺纹的全部加工。
实施例1：
待加工螺纹为自锁性良好的采用12度角定位面的非标右旋内螺纹(图 12)，螺纹材料为高强度钢(34CrNiMo6)。
高强度钢(34CrNiMo6)的大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统，其构成如下：铣刀刀片1、压紧螺钉2、刀盘3、垫圈4、连接螺钉A5、键 6、螺钉B7、刀柄8；其中：
刀柄8为轴状结构件，其位于所述大直径非标螺纹的加工刀具系统的最后部；刀盘3是盘形结构件，其上设置有至少一处刀片安装槽10，铣刀刀片1布置在刀片安装槽10中；刀柄8和刀盘3为共轴线的同轴结构；
刀盘3和刀柄8之间通过周向固定结构装配为一体；用于将刀盘3和刀柄8周向固定的周向固定结构为键6或者花键结构；
同时，键6通过螺钉B7固定在刀柄8上，刀盘3通过连接螺钉A5固定在刀柄8上；在螺钉A5和刀柄8之间还设置有垫圈4；
铣刀刀片1根据非标右旋内螺纹螺纹牙型设计；刀盘3中的刀片安装槽10与铣刀刀片1的外形相适应；刀盘3上的刀片安装槽10也不再是传统前端开口而改为后端开口，即在刀盘3上设置的刀片安装槽10在朝向所述大直径非标螺纹的加工刀具系统的靠近刀柄8的一侧开口，而远离刀柄8 的一侧在周向相对于刀片安装槽10而言向刀盘3外部凸出；这样可以保证拉铣内螺纹时铣刀刀片1不会由于轴向拉力过大而产生松动，从而影响加工效果；采用这种结构设计铣刀对非标内螺纹由内而外进行铣削加工时，刀片受到轴向切削抗力的作用，被紧紧的压靠在刀体上，能够很好地避免传统铣刀的刀片由于轴向拉力产生的松动和位移。
用于将刀盘3和刀柄8周向固定的周向固定结构为键6或者花键结构。
键6通过螺钉B7固定在刀柄8上，刀盘3通过连接螺钉A5固定在刀柄8上；在螺钉A5和刀柄8之间还设置有垫圈4；
保证刀盘3的同轴度小于0.01mm；刀盘3前后面的平行度小于0.05mm；在装配时，要保证刀盘3和刀柄8的同轴度小于0.05mm。
刀具直径即铣刀刀片1与刀盘3轴线之间的距离的2倍是130mm；
刀具齿数8齿，即铣刀刀片1的个数为8个且在刀盘3上沿圆周均匀布置；
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统中铣刀刀片1个数为8 个，且所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统整体即铣刀的直径为130mm，并将上述材料的铣削特性考虑进去，将表面速度设置为120± 20m\/min，即刀具主轴转速约为400±50r\/min；刀具的每齿进给量为0.06 ±0.02。
本实施例所涉及的刀具系统由铣刀刀片1、压紧螺钉2、刀盘3、垫圈 4、连接螺钉A5、键6、螺钉B7、刀柄8组成。其中铣刀盘的刀槽是后端开口。刀片受到轴向切削抗力的作用，被紧紧的压靠在刀体上，能够很好地避免传统铣刀的刀片由于轴向拉力产生的松动和位移。由于该刀具系统是对螺纹进行由内而外的铣削加工的，这种加工方式将具有铣削加工的优点，该加工采用8刃刀具系统加工，刀刃轮替切削，自动产生断屑，将不用考虑传统车削内螺纹的断屑问题。而且该刀具系统的刀刃冷却效果好，易于将刀刃温度控制在硬质合金刀具的许用工作温度(800℃)以下。使切削条件有利于切削，这样可以提高刀具耐用度。铣削加工具有较高的加工精度，其经济加工精度一般为IT9-IT7，表面粗糙度Ra值一般为6.3-3.2um。精细铣削精度可达IT5，表面粗糙度Ra值可达到1.6um。这种刀具系统可以很好地实现顺铣加工大直径右旋非标内螺纹，并能够明显提高刀具的使用寿命高和内螺纹加工表面质量。
实施例2
高强度钢(34CrNiMo6)的大直径15度角定位面非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统。
待加工螺纹为具有较高旋入效率的采用15度角定位面非标右旋内螺纹，加工使用可切削出15度角定位面的专用刀片(图18、图19、图20)，螺纹材料为高强度钢(34CrNiMo6)。图18为实施例2所述铣刀刀片1结构简图轴测图；图19为实施例2所述铣刀刀片1结构简图主视图；图20 为实施例2所述铣刀刀片1结构简图仰视图。
将实施例2所述铣刀刀片装在该实用新型的刀具系统中，采用案例1 的加工工艺对毛坯加工出图21的内螺纹牙型。
实施例3
铝合金(材料牌号7A09)的大直径非标右旋内螺纹的高速拉铣加工方法的专用刀具系。
采用实施例1的12度角定位面的铣刀刀片所构成的刀具系统，高速拉铣加工铝合金(材料牌号7A09)的大直径非标右旋内螺纹，加工出实施例 1的牙型。
所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统中铣刀刀片1个数为8 个，且所述大直径非标右旋内螺纹的拉铣加工刀具系统整体即铣刀的直径为130mm。选择表面速度为500m\/min，即刀具主轴转速约为1225r\/min；刀具的每齿进给量为0.05。
图22-24为具体实施例3的详细加工工序图。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920345338.9
申请日:2019-03-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:89(沈阳)
授权编号:CN209830521U
授权时间:20191224
主分类号:B23G5/18
专利分类号:B23G5/18;B23C5/22;B23C5/26
范畴分类:26E;
申请人:沈阳理工大学
第一申请人:沈阳理工大学
申请人地址:110159 辽宁省沈阳市浑南新区南屏中路6号沈阳理工大学
发明人:宋亚洲;姜增辉;王书利;王一江;蔡瑛;张宇庭;张莹;万俊明;仉智宝;宇忻;田翠清
第一发明人:宋亚洲
当前权利人:沈阳理工大学
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计