CN101959636B - 用于粗加工的螺旋拉刀 - Google Patents
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Abstract
一种用于粗加工的螺旋拉刀(1)，包括切削齿部分(30)，n个花键齿(31)沿着轴向方向并排布置在切削齿部分(30)中。花键齿(31)每个均包括以预定螺旋角布置的切削刃(32)。切削刃(32)每个均在其沿着周向方向的两侧上具有锐角部和钝角部。在周向方向上布置在第1个到第n-1个花键齿(31)(S1到Sn-1)上的切削齿以如下方式形成，所述方式使得其在锐角部侧上的高度与在钝角部侧上的高度不同。第n个花键齿(Sn)的切削刃(Sn)每个均以如下方式形成，所述方式使得其在整个周向方向上保持恒定的高度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于粗加工的螺旋拉刀。
背景技术
迄今为止，使用螺旋拉刀的粗加工和精加工已经成为内齿轮制造中的主流。螺旋拉刀每个均通过使用它的切削齿在工件中预先形成的预留孔上执行切削，该切削齿沿着外径方向和齿厚方向逐渐地、顺次地变大。关于螺旋拉刀已经进行了各种研究。存在有螺旋拉刀的许多变体比如：包括一套用于粗加工和精加工的多个分离单元的类型；其中将粗加工切削齿组和精加工切削齿组一起置于一个单元的类型；以及粗加工切削齿组和精加工切削齿组被装配并集成到一起的组件类型。
在使用这些螺旋拉刀的加工中，已知的是，螺旋角引起齿轮的左侧和右侧(锐角部侧和钝角部侧)之间切削性能的差别，这可能依次导致在齿轮的右侧和左侧中的不平衡切削。
因为切削齿被布置在螺旋角处，所以前刀面和切削齿的一个齿面之间的角度是锐角，而前刀面和另一个齿面之间的角度是钝角。前刀面的两侧之间的该角度差引起了使用螺旋拉刀的加工中的不平衡切削，并且由此是阻碍使用螺旋拉刀的加工的精度提高的原因之一。在锐角部侧上的切削性能比钝角部侧上的切削性能好，尤其在通过垂直于轴向方向布置多个花键齿而构造的轴向垂直齿槽类型的螺旋拉刀的情况中。换句话说，因为钝角部侧上的切削性能低于锐角部侧上的切削性能，所以在前刀面的两侧上的齿面之间的切削性能产生大的差别。这导致影响齿廓精度和齿线精度的问题。
为了解决这样的问题，下面的专利文献1公开了一种构造，在该构造中，切削齿的钝拐角处的后角被制成为大于切削齿的锐拐角处的后角，从而使两个拐角部的切削性能平衡。因此，切削性能在花键齿的每个切削齿的左右切削齿拐角部之间被平衡。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请特开昭60-150907
发明内容
技术问题
然而，随着近年来对更高精度逐渐增加的需求下，已经要求精加工比拉削更加精确。尽管除了拉削之外关于用于内齿轮的精加工的加工方法已经进行了各种研究，但要求允许以更高精度加工的螺旋拉刀的开发。
鉴于上面的情形，本发明的目的是提供一种用于粗加工的螺旋拉刀，该用于粗加工的螺旋拉刀能够减少对齿廓精度和齿线精度的不利影响并因此提高加工精度。
问题的解决方案
用于解决上述问题的根据第一发明的用于粗加工的螺旋拉刀包括切削齿部分，多个花键齿沿着轴向方向并排地布置在所述切削齿部分中，所述花键齿每个均包括以预定的螺旋角布置的切削齿，所述切削齿每个均在所述切削齿的沿着周向方向的两侧上具有锐角部和钝角部。用于粗加工的螺旋拉刀的特征在于：沿着所述周向方向设置在一部分花键齿上的所述切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得它在锐角部侧上的高度与在钝角部侧上的高度不同，所述一部分花键齿是从所述花键齿中的第一花键齿起顺次地设置的花键齿，并且其它部分花键齿的所述切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得它的高度在所述周向方向上保持恒定。
根据第二发明的用于粗加工的螺旋拉刀的特征在于，在根据第一发明的用于粗加工的螺旋拉刀中，所述一部分花键齿的圆周上的部分或全部切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得它在所述锐角部侧上的高度与在所述钝角部侧上的高度不同。
根据第三发明的用于粗加工的螺旋拉刀的特征在于，在根据第二发明的用于粗加工的螺旋拉刀中，所述一部分花键齿的所述切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得它的切削刃在宽度上小于所述其它部分花键齿的所述切削齿的具有相似形状的切削刃。
根据第四发明的用于粗加工的螺旋拉刀的特征在于，在根据第三发明的用于粗加工的螺旋拉刀中，所述一部分花键齿的所述切削齿每个均具有倾斜部，所述倾斜部以如下方式形成在所述钝角部侧上，所述方式使得所述倾斜部在高度上从所述钝角部侧起朝所述锐角部侧增加，并使得所述切削刃在宽度上小于所述其它部分花键齿的所述切削齿的具有相似形状的切削刃。
本发明的有利效果
上面提到的根据第一发明的用于粗加工的螺旋拉刀是包括切削齿部分的用于粗加工的螺旋拉刀，多个花键齿沿着轴向方向并排地布置在该切削齿部分中。花键齿每个均包括以预定螺旋角布置的切削齿。切削齿每个均在其沿着周向方向的两侧上具有锐角部和钝角部。沿周向方向布置在一部分花键齿上的切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得其在锐角部侧上的高度和在钝角部侧上的高度不同。所述一部分花键齿是从花键齿中的第一花键齿起顺次地布置的花键齿。其它部分花键齿的切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得它的高度沿着周向方向保持恒定。预留孔可以首先使用所述一部分花键齿加工，其通过减小每个切削齿的锐角部侧和钝角部侧之间的切削性能的差别而实现平衡切削。然后，可以使用其它部分花键齿执行加工以得到最终形状。这减少了归因于切削性能的差别而对齿廓精度和齿线精度的不利影响，从而允许了加工精度的提高。
而且，在上面提到的根据第二发明的用于粗加工的螺旋拉刀中，在所述一部分花键齿的圆周上的部分或全部切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得其在锐角部侧上的高度与在钝角部侧上的高度不同。因此，缓和了切削齿的锐角部侧和钝角部侧的不平衡切削。这减少了对齿廓精度和齿线精度的不利影响，允许加工精度的提高。
而且，在上面提到的根据第三发明的用于粗加工的螺旋拉刀中，所述一部分花键齿的切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得它的切削刃在宽度上小于其它部分花键齿的切削齿的具有相似形状的切削刃。轴向垂直齿槽类型的通常的螺旋拉刀可以被加工以使得切削刃的宽度可以对于从第一花键齿起顺次地布置的一部分花键齿的每个切削齿而被做得更小。以此方式，能够提高该螺旋拉刀的加工精度。
而且，在上面提到的根据第四发明的用于粗加工的螺旋拉刀中，所述一部分花键齿的切削齿每个均具有倾斜部，该倾斜部以如下方式形成在钝角部侧上，所述方式使得倾斜部在高度上从钝角部侧起朝锐角部侧增加，并使得切削刃在宽度上小于其它部分花键齿的切削齿的具有相似形状的切削刃。轴向垂直齿槽类型的通常的螺旋拉刀可以被加工，使得对于从第一花键齿起顺次地布置的一部分花键齿的每个切削齿，倾斜部可以在径向向外的位置处设置到钝角部侧上的齿面。以此方式，能够提高加工精度。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的用于粗加工的螺旋拉刀的总体图。
图2A是图1中区域II的放大图，且图2B是沿着图2A的箭头B-B截取的横截面图。
图3A是沿着图1的箭头III-III截取的横截面图，图3B是图3A中区域B的放大图，且图3C是图3B的透视图。
图4A是沿着图1的箭头IV-IV截取的横截面图，图4B是图4A中区域B的放大图，且图4C是图4B的透视图。
图5是示出了根据实施例的用于粗加工的螺旋拉刀是如何执行切削的说明图。
图6是示出了根据实施例的花键齿的每个切削齿的另一个示例的平面图。
图7是示出了根据实施例的花键齿的每个切削齿的又一个示例的平面图。
具体实施方式
将基于下列实施例详细地描述用于实施本发明的方式。
示例
将使用图1到图5描述本发明的实施例。
如图1中所示，在实施例中用于粗加工的螺旋拉刀1具有主要由拉端10、前导部20、切削齿部分30、后导部40和后托柄50一体地形成的构造，多个花键齿31(S1到Sn)被布置于切削齿部分30。
拉端10是设置成将用于粗加工的螺旋拉刀1附接于拉床的拉头的部分。前导部20是将在工件2(见图5)中预先形成的预留孔引导到第一花键齿31(S1)(即，用于粗加工的螺旋拉刀1的第一齿)的部分。
切削齿部分30被构造成使得多个(在实施例中n个齿)花键齿31沿着轴向方向并排地布置。如图2到图4中所示，这些花键齿31每个均包括预定数目的切削齿32。花键齿31按照它们尺寸的升序布置，使得切削齿32的高度朝后侧变大。
另外，如图2中所示，在花键齿31中，切削齿32以预定螺旋角布置。而且，前刀面33与齿面34和齿面35形成的角度分别是锐角θ1和钝角θ2，所述前刀面33是切削齿32的前表面，所述齿面34和齿面35是位于前刀面33的两侧边的表面。因此，切削齿32具有锐角部(齿面34侧)和钝角部(齿面35侧)。
进一步，在实施例中，在花键齿31之中，包括第1个到第n-1个花键齿31(S1到Sn-1)的n-1个花键齿31与第n个花键齿31(Sn)的不同之处在于切削齿32(S1到Sn-1)具有与切削齿32(Sn)不同的形状。
具体地，如图3中所示正视图中，第1个到第n-1个花键齿31(S1到Sn-1)的切削齿32(S1到Sn-1)中的每一个具有基本梯形的形状。而且，通过沿轴向方向斜切每个齿面35(S1到Sn-1)的切削刃(S1到Sn-1)而在钝角部侧的每个齿面35(S1到Sn-1)上设置倾斜部36(S1到Sn-1)，使得锐角部侧上的齿高可以与钝角部侧上的齿高不同。注意“S1到Sn-1”在图3中被指示为“Si”。这同样适用于随后将描述的图6和图7。
换句话说，每个切削齿32(S1到Sn-1)形成为如下形状，该形状使得其在钝角部侧上的齿高从钝角部侧起朝锐角部侧逐渐增加。因此，每个切削刃37(S1到Sn-1)的宽度小于图4中所示的第n个花键齿31(Sn)的切削齿32(Sn)的具有相似形状的切削刃的宽度。
相反地，如在图4所示的正视图中，第n个花键齿31(Sn)的每个切削齿32(Sn)具有基本梯形形状。锐角部和钝角部在正视图中相互对称地形成，使得齿高可以沿着周向方向保持恒定。第n个花键齿31(Sn)的每个切削齿32(Sn)被设定为与将在工件的预留孔中形成的内齿轮的完成尺寸相对应的尺寸。
后导部40是在加工完成之后停留在工件的预留孔内的同时保持工件的部分。后托柄50是将用于粗加工的螺旋拉刀1附接于拉床的支持头的部分。
通过使用根据实施例的用于粗加工的螺旋拉刀1，工件的预留孔被如下所述地加工成内齿轮。使得用于粗加工的螺旋拉刀1的拉端10通过工件的预留孔。然后，扭转并向前拉出用于粗加工的螺旋拉刀1。由此，工件的预留孔被加工成内齿轮。具体地，如图5中所示，以它们尺寸的升序布置在切削齿部分30中的花键齿31顺次地切削工件2的切削部3(C1到Cn)，从而在工件2的预留孔中形成内齿轮。
这里，在实施例的用于粗加工的螺旋拉刀1中，如上面提到的，第1个到第n-1个花键齿31(S1到Sn-1)的切削齿32(S1到Sn-1)中的每一个在它的钝角部侧具有倾斜面36(S1到Sn-1)。因此，与在其它区域3b中相比，由花键齿31(S1到Sn-1)顺次地加工的切削部3(C1到Cn-1)在与切削齿32(S1到Sn-1)的倾斜面36(S1到Sn-1)相对应的区域3a中具有浅的凹槽。
相反地，第n个花键齿31(Sn)的锐角部侧和钝角部侧在正视图中形成了对称的形状。因此，在使用第1个到第n-1个花键齿31(S1到Sn-1)加工之后，切削部3(Cn)由第n个花键齿31(Sn)最后切削从而得到最终、完成的尺寸。
在上面提到的实施例中，该构造使得倾斜部36(S1到Sn-1)被设置成使得用于粗加工的螺旋拉刀1的第1个到第n-1个花键齿31(S1到Sn-1)的每个切削齿32(S1到Sn-1)的齿高可以在锐角部侧和钝角部侧之间变得不同。该构造使得低切削性能区域减到最小，该低切削性能区域是花键齿31(S1到Sn-1)的每个切削齿32(S1到Sn-1)的钝角部侧上的区域，在该低切削性能区域中切削性能低于锐角部侧上的切削性能。这致使锐角部侧和钝角部侧之间的切削性能的差别的减小。
因此，根据实施例，通过使得花键齿31(S1到Sn-1)的每个切削齿32(S1到Sn-1)的钝角部侧上的低切削性能区域减到最小，减小了锐角部侧和钝角部侧之间的切削性能的差别。这缓和了锐角部侧和钝角部侧的不平衡切削。由此，减小了对齿廓精度和齿线精度的不利影响，允许加工精度的提高。
注意到，上面提到的实施例已经示出了倾斜部36(S1到Sn-1)设置到第1个到第n-1个花键齿31(S1到Sn-1)的切削齿32(S1到Sn-1)的钝角部侧的示例；然而，本发明不限于这样的实施例。例如，斜切形状可以给予第1个到第m个花键齿31(S1到Sm)(其中1<m<n-1)的每个切削齿32(S1到Sm)的钝角部侧。然后，第m+1个到第n个花键齿31(Sm+1到Sn)的每个切削齿可以以如下方式形成，所述方式使得切削齿的锐角部侧和钝角部侧形成对称的形状。
另外，上面提到的实施例已经描述了倾斜部36(S1到Sn-1)设置到花键齿31(S1到Sn-1)的圆周上的全部切削齿32(S1到Sn-1)的钝角部侧的示例；然而，本发明不限于这样的实施例。倾斜部36(S1到Sn-1)可以仅设置在花键齿31(S1到Sn-1)的圆周上的一部分切削齿32(S1到Sn-1)的钝角部侧上。即使这也缓和了锐角部侧和钝角部侧的不平衡切削。由此，减小了对齿廓精度和齿线精度的不利影响，允许加工精度的提高。
而且，可以采取下面的措施来代替在花键齿31(S1到Sn-1)的一些或者全部切削齿32(S1到Sn-1)的钝角部侧上设置倾斜部36(S1到Sn-1)。具体地，如图6所示，可以在切削齿132(S1到Sn-1)的齿面135(S1到Sn-1)的钝角部侧上的沿径向向外的位置处设置阶梯部136(S1到Sn-1)，或者如图7中所示，锥形部236(S1到Sn-1)可以设置到切削齿232(S1到Sn-1)的加工余量部。可以采取任何这样的措施，只要它使一部分花键齿上的每个切削齿的齿高在锐角部侧和钝角部侧之间不同。不用说的是，在不背离本发明的范围的情况下可以做各种修改。
而且，本发明不仅仅限于用于粗加工的螺旋拉刀。例如通过在粗加工-精加工集成类型或组件类型的螺旋拉刀的粗加工切削齿组的钝角部侧上设置倾斜部，仅需使一部分花键齿的每个切削齿的齿高在锐角部侧和钝角部侧之间不同。不用说的是，本发明也能够以这些方式提高加工精度。
工业实用性
本发明可适当地应用到用于粗加工的螺旋拉刀、粗加工-精加工集成类型和组件类型的螺旋拉刀等的粗加工切削齿组。
附图标记列表
1用于粗加工的螺旋拉刀
2工件
3切削部
10拉端
20前导部
30切削齿部分
31花键齿
32,132,232切削齿
33,133,233前刀面
34,134,234齿面(锐角部侧)
35,135,235齿面(钝角部侧)
36倾斜部
37齿尖
40后导部
50后托柄
136阶梯部
236锥形部
Claims (3)
1.一种用于粗加工的螺旋拉刀，所述用于粗加工的螺旋拉刀包括切削齿部分，多个花键齿沿着轴向方向并排地布置在所述切削齿部分中，所述花键齿每个均包括以预定的螺旋角布置的切削齿，所述切削齿每个均在所述切削齿的沿着周向方向的两侧上具有锐角部和钝角部，所述用于粗加工的螺旋拉刀的特征在于：
所述切削齿沿着所述周向方向设置在一部分花键齿上，且所述一部分花键齿的圆周上的所述切削齿中的一部分或者全部切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得所述一部分花键齿的所述切削齿在锐角部侧上的高度高于所述一部分花键齿的所述切削齿在钝角部侧上的高度，所述一部分花键齿是从所述花键齿中的第一花键齿起顺次地设置的花键齿，并且
其它部分花键齿的所述切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得所述其它部分花键齿的所述切削齿的高度在所述周向方向上保持恒定。
2.根据权利要求1所述的用于粗加工的螺旋拉刀，其特征在于，所述一部分花键齿的所述切削齿每个均以如下方式形成，所述方式使得所述一部分花键齿的所述切削齿的切削刃在宽度上小于所述其它部分花键齿的所述切削齿的具有相似形状的切削刃。
3.根据权利要求2所述的用于粗加工的螺旋拉刀，其特征在于，所述一部分花键齿的所述切削齿每个均具有倾斜部，所述倾斜部以如下方式形成在所述钝角部侧上，所述方式使得所述倾斜部在高度上从所述钝角部侧起朝所述锐角部侧增加，并使得所述切削刃在宽度上小于所述其它部分花键齿的所述切削齿的具有相似形状的切削刃。
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