防斷絲錐制造技術

防斷絲錐是專門用于機械加工行業，加工圓柱形和圓錐形內螺紋的一種刀具。根據受扭矩作用的圓柱體、圓錐體，橫截面的剪應力沿半徑按線性規律分布，圓心附近的應力很小的原理。將絲錐的排屑系統設於絲錐中心部，以徹底解決普通絲錐加工內螺紋時，因切屑擠塞而最易損壞報廢絲錐，以致因所斷絲錐無法從所加工的工件中取出，而報廢工件的弊端，從而使防斷絲錐的抗扭能力提高了近１倍。工作中并使其切屑與已加工出的螺紋表面隔開，亦大大地保證了螺紋表面的加工精度。（*該技術在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種加工圓柱形和圓錐形內螺紋的防斷絲錐，是機械加工中內螺紋加工的一種刀具。普通絲錐，是在其表面沿縱向開有數個一定深度的溝槽，以形成切削刃和容屑槽。加工內螺紋時的切屑存于容屑槽與已加工出的螺紋之間，隨著絲錐的螺旋式工作，逐漸增多的切屑，互相擠壓，沿著容屑槽緩慢地排出。容屑槽排出切屑的通道是極不暢通的。其原因是結構分析容屑槽橫截面幾乎一半是加工出的螺紋表面。它的特點是螺紋的“波浪”形細牙，嚴重地阻礙了切屑沿容屑槽的縱向排出。同時，由于切屑與已加工出的螺紋表面接觸、擠塞，又易劃傷所加工的螺紋表面，降低螺紋表面精度。生產中很多絲錐的損壞報廢，不是由于正常的磨損，在容屑槽空間一定的情況下，是由于“波浪”形 牙的阻礙，切屑擠塞，摩擦過大所引起的。力學分析用絲錐加工螺紋時，主要抗力是扭矩。它由三部分組成切削力矩(由絲錐和已加工螺紋間的摩擦而產生)金屬產生塑性與彈性變形和切屑阻塞在容屑槽中而產生的力矩。顯然，切削力矩、摩擦力矩是絲錐加工螺紋所必需的。然而塑性與彈性變形和切屑阻礙在容屑槽中而產生的力矩，是可以盡量減少的。通常所采取的措施是減少容屑槽數Z，縮小刃瓣寬度F和切削錐的芯部直徑d3。以增大容屑槽尺寸(附圖說明圖1)。根據材料力學，絲錐加工螺紋時，絲錐受扭轉變形，絲錐橫截面上受剪切，其剪應力沿半徑按線性屬于規律分布，最大剪應力tmax就發生在最大扭矩Mnmax所在截面的邊緣上。因此，任何欲以增大容屑槽尺寸的措施一般又和絲錐最有效部位的強度要求相互矛盾的。為了克服普通絲錐加工螺紋時，容屑槽排出切屑不暢、易阻塞，以致增大不必要的力矩，甚至因損壞而報廢，易劃傷螺紋表面，降低螺紋表面精度，及充分利用絲錐最有效部位的力學屬性，特提出本專利技術。本專利技術的任務是提供一種徹底改進排屑方式，又能保證絲錐的正常切削的防斷絲錐。本專利技術的具體結構，結合外形結構圖(圖2)說明於下盡管絲錐的種類很多，但各種絲錐都由工作部分和尾柄部分及排屑系統組成。工作部分是由切削部分L1和校準部分L0組成。切削部分擔任主要切削工作，校準部分用以校準螺紋和絲錐在螺旋式工進時起導向作用。尾柄在于傳遞工進時的扭矩。切削部分圓錐是為了工作的初始階段在螺紋底孔中定心導向。序號1所指為防斷絲錐本體，本體中的孔2為出屑口，3為排屑道，4為過屑槽，5為端堵，6為背刃背槽，7過屑孔(參照圖3)。各部分的具體作用如下排屑孔2，為防斷絲錐工作中，切屑最后排出其本體的出口。排屑道3為防斷絲錐工作中將各切削刃部所產生的切屑匯集及往排屑孔2輸送的通道。正因為它位于防斷絲錐本體的中央，所以才將切屑與已加工出的螺紋表面隔離開，避免切屑與已加工螺紋表面接觸，提高了螺紋表面的精度。根據材料力學受扭矩作用的圓柱體，圓錐體橫截面的剪應力沿半徑按線性規律分布，圓心附近的應力很小，因此在防斷絲錐中心部設置排屑道3，又對其絲錐的強度不致降低較大。過屑槽4，其槽的一側面形成切削部分的前刀面，另一側面為切屑產生塑性和彈性變形后與之摩擦，產生了附加扭矩。因而兩側面粗糙度要求較高。端堵5，是與防斷絲錐本體緊密接觸后，采取焊接聯接在一起的。其目的是增強數瓣切削部分的整體強度。為了保證切削部分的強度及硬度，絲錐本體的排屑道3等及端堵5均在冷加工完后，先施焊，再熱處理。端堵另一作用是將切屑“兜起”，防止落入螺紋底孔中。端堵5的斜面(露于過屑槽部分)起將切屑收集于排屑道3中的導向作用。其表面的粗糙度較高，以降低切屑流入的阻力。僅為校準部分有刃背槽6。它的主要作用是供鏟(或磨)出齒頂后角用，其中在靠近過屑槽4的附近較深，以形成校準部分擔負極少量切削任務的刃齒形成前刀面，及存入極少量的切屑，并把切屑排入過屑槽4中。過屑孔7，僅限于錐形螺紋防斷絲錐。參照(圖3)。因為錐形螺紋防斷絲錐工作時，整個絲錐工作部分都參與切削，切削力矩很大，由過屑槽形成的數瓣切削部分受力較大，故將一段切削部分的過屑槽4，作成過屑孔7，以增加絲錐強度，提高抗扭能力，同時亦起排屑作用。錐形螺紋防斷絲錐，同樣也有刃背槽。本專利技術的原理及理論依據是(下面采用與普通絲錐分別計算、對比說明)一.普通絲錐容屑槽槽形-普通絲錐的槽形通常有三種(1)有一圓弧構成;(2)有兩直線和一圓弧構成-一直線形成前刀面，與一圓弧相切，弧另一端與另一直線相切;(3)兩圓弧和一直線構成，前刀面為直線，其它部分為兩段圓弧。假設條件(1)僅以有一圓弧構成的容屑槽為例(圖4);(2)以給定的絲錐外徑D為橫截面的最大直徑;(3)R-容屑槽弧半徑，令R＝D/4;d3-芯部直徑，令d3＝2R;Z-容屑槽數，令Z＝4。(圖4)中，位于Z軸正半軸的容屑槽慣性矩(將此容屑槽橫截面圖形近似為整半圓)。(參考書高等學校試用教材《材料力學》上冊，浙江大學劉鴻文主編，1980年3月版，人民教育出版社出版，以下簡稱《材》?！稒C械另件設計手冊》東北工學院機械設計、機械制圖教研室編，冶金工業出版社出版，1976年版，以下簡稱《手冊》)。根據《材》P307，平行移軸公式和《手冊》P23右行四圖Jy＝Jyc+a2F＝0.00686(2R)4+2·πR2/2＝4.009286R4Jz＝Jzc+b2F＝πd4/128+0＝π(2R)4/128＝0.392699R4根據《材》P301，(圖4)中，位于Z軸正半軸容屑槽的極慣性矩JP＝Jz+Jy＝0.392699R4+4.009286R4＝4.401985R44個容屑槽的極慣性矩J容P＝4JP＝4×4.401985R4＝17.60794R4全圓的極慣性矩(包括容屑槽)根據《材》P79J園P＝πD4/32＝π(2R)4/32＝25.13274R4絲錐實際橫截面的極慣性矩J容P＝J園P-J容P＝25.13274R4-17.60794R4＝7.5247996R4根據《材》P78抗扭截面模量Wn＝J絲P/(D/2)＝7.5247996R4/2R＝3.7623998R3普通絲錐所受最大剪應力τmax＝Mn/Wn＝Mn/3.7623998R3＝0.2657878(Mn/R3)誤差分析因將單個容屑槽近似成整半圓，而實際容屑槽的極慣性矩要較小，故J絲P偏小，Wn偏小τmax偏大。二.防斷絲錐(圖5)假設條件(1)以給定的絲錐外徑D為橫截面最大直徑，且與普通絲錐等外徑;(2)d-排屑道直徑。參照《手冊》P24，右行二圖，將(圖5)中，位于Y軸上的二個過屑槽近似成右行二圖;令b＝R，d＝h(R-普通絲錐容屑槽弧半徑)H＝D＝4R，h＝1.6R(圖5)中，位于Y軸上的二個過屑槽的慣性矩Jx＝b(H3-h3)/12＝R/12＝4.992R4Jy＝b3(H-h)/12＝R3(4R-1.6R)/12＝0.2R4(圖5)中，位于Y軸上二個過屑槽的極慣性矩JP＝Jx+Jy＝4.992R4+0.2R4＝5.192R4四個過屑槽的極慣性矩J槽P＝2JP＝2×5.192R4＝10.384R4排屑道的極慣性矩(根據《材》P79)J道P＝πd4/32＝π(1.6R)4/32＝0.643398R4防斷絲錐強度最弱(一定位于有過屑槽處)橫斷面的極慣性矩J防P＝J園P-J槽P-J道P＝25.13274R4-10.384R4-0.643398R4＝14.105342R4防斷絲錐抗扭截面模量Wn＝J本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包括防斷絲錐本體（１）、端堵（５）采用焊接而成的防斷絲錐，其特征在于，由三部分組成：工作部分Ｌ，尾柄部分Ｌ↓［２］及排屑系統。工作部分是由切削部分Ｌ↓［１］和校準部分Ｌ↓［０］組成。切削部分擔任主要切削工作，校準部分用以校準螺紋和絲錐在螺旋式工進時起導向作用。切削部分圓錐是為將主要的切削負荷分配在幾個齒上，及自動定心導向。尾柄用于傳遞工進時的扭矩。排屑系統由防斷絲錐本體中的過屑槽（４）、排屑道（３）和出屑口（２）組成。它們主要作用依次分別是形成切削部分的前刀面，收集和輸送切屑，及將切屑排出其防斷絲錐體外。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈振玉，
申請(專利權)人：賈振玉，
類型：發明
國別省市：52[中國|貴州]