[发明专利]一种细长管多头内螺旋槽拉刀

说明书

本发明公开一种细长管多头内螺旋槽拉刀，应用于热交换管内螺旋槽加工领域，本发明的拉刀，主要包括：刀具本体、粗拉段刀齿、精拉段刀齿、容屑槽、断屑槽；本发明所述拉刀具有分层多齿结构，层间相同位置的刀齿共线，可为每段刀齿配置独立的切削加工去除量；然后由内螺纹槽和背吃刀量参数设计计算出刀齿切削刃结构及其尺寸；再于每层的相邻刀齿之间设计有轴向贯穿拉刀本体的容屑槽；最后在每个刀齿前端设计了从刀齿前刀面非等宽延伸至容屑槽边界的断屑槽；采用这种刀具加工细长管多头内螺旋槽，可一次粗精加工拉削成型，效率高，成型形状与尺寸的稳定一致性好，容屑槽为轴向直通，解决了切屑易堵塞与刀具冷却问题，延长了刀具寿命。

技术领域

本发明属于热交换管内螺旋槽加工领域，特别涉及一种细长管多头内螺旋槽拉刀刀具及其设计技术。

背景技术

管内增加内螺旋槽，可以提升气体或液体介质的流动稳定性与速度。而如今在加工细长管多头内螺旋槽时，通常采用内螺旋挤压成型法，其挤压成型刀具普遍使用寿命低、成型形状与尺寸一致性差，工件残余应力大，需增加去应力退回热处理工序，导致成本增高、环境相容性差。另有采用刨刀在平面带材上刨削出多条斜槽，再对带材进行卷曲焊接，形成多头内螺纹槽管的工艺，但是此方法工序多、效率较低，多头螺旋槽在刨削加工中易产生分头误差，在卷曲焊接中易产生对位误差，因而成型精度低，废品率高。还有用铣刀去铣出内螺纹槽的方法，但由于铣刀杆易与工件内壁产生干涉，导致加工细长管困难。还有用攻丝的方法加工内螺旋槽，但这种方法对螺旋角有要求，随着导程的增大丝锥加工愈加困难。因此，需要新的加工方式来加工此种工件。

拉削加工工艺步骤简单，工作人员加工操作容易，并且可以一次拉削完成粗精加工，生产率高，工件加工精度及表面质量好。但一般拉刀很难同时加工几十线的内螺旋槽，若用传统少齿数拉刀采用多次转位拉削多头内螺旋槽方式，易造成多头间的螺旋角误差，而欲一次性完成多头内螺旋槽加工，则拉刀的刀齿数量过多，切削齿间的容屑空间极小，加工时排屑困难，也难以为刀具提供良好的冷却性能。因此如何设计一种适用于加工细长管多头内螺旋槽的新型拉刀是亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种细长管多头内螺旋槽拉刀，使多头内螺旋槽可以一次完成粗精拉削加工，工艺步骤简单、加工效率高、成型精度好，同时设计出新型的容屑槽，顺利引流冷却液，排出切屑，冷却刀具，既可提高工件内表面质量，又可提升拉刀使用寿命。

本发明采用的技术方案为：一种细长管多头内螺旋槽拉刀，包括：刀具本体、粗拉段刀齿、精拉段刀齿、容屑槽、断屑槽；

所述粗拉段刀齿、精拉段刀齿均为沿刀具本体轴线方向设置的多层刀齿结构，其段内每一层刀齿数量z相同，成等间隔周向排布，间隔角度θ为，θ＝360/z；每段层数与每层的刀齿数量z乘积为需加工的内螺旋槽头数；

所述粗拉段刀齿与精拉段刀齿每层的相邻刀齿间还设置有容屑槽；且每个刀齿前刀面与刀具本体连接处设置有断屑槽，断屑槽一端与刀齿前刀面光滑相接，并从刀齿前刀面非等宽延伸至容屑槽，使每个刀齿的断屑槽都与容屑槽连通。

所述刀具本体不同层相同位置的刀齿沿刀具本体轴线方向重叠，相同层的不同刀齿对应加工不同的内螺旋槽。

粗拉段刀齿与精拉段刀齿对应同一螺旋槽加工的刀齿设计为可配置独立的切削加工去除量；

以需要加工的内螺旋槽横截面形状，沿内螺旋槽螺旋线方向与齿顶方向渐收延伸形成刀齿厚度，每个刀齿厚度小于所属刀具粗拉段或精拉段的层间距；

粗拉段刀齿、精拉段刀齿的初始轴向齿距P计算公式为：

其中，d₃表示内螺旋槽的中径，n表示内螺旋槽头数，β表示内螺旋槽的螺旋角；

根据刀齿厚度g调整层间距，具体的：将各段最后拉削的一层刀具记为1号刀具；