CN102114557A

CN102114557A - 齿轮滚刀

Info

Publication number: CN102114557A
Application number: CN 201010144327
Authority: CN
Inventors: 叶志君
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2011-07-06

Abstract

本发明涉及一种齿轮滚刀，包括刀轴，在所述刀轴上沿周向分布有多个切削齿，每一个所述切削齿由一主刀齿和至少一个所述附刀齿组成，所述主刀齿与所述附刀齿之间开设有附容屑槽，在相邻的所述切削齿之间开设有主容屑槽。所述附容屑槽的深度为所述主容屑槽深度的三分之一。本发明适合于粗(磨前、刮前)滚切加工齿轮且便于加工与检测、高效、耐磨、使用寿命长。

Description

齿轮滚刀

技术领域

本发明涉及一种切削工具，尤其涉及一种用于滚齿机床上的重载粗切齿轮滚刀。

背景技术

齿轮滚刀是一种常用的齿轮刀具，也是一种多刃的连续切削刀具。如图1和图2所示，目前传统的齿轮滚刀，包括刀轴以及周向分布于刀轴的多个刀齿，在相邻的刀齿之间形成有容屑槽。通常来讲，滚刀的槽数Z一般为10-12槽。虽然现有的齿轮滚刀生产效率较高，但由于刀齿数量较少，限制了其工作效力的进一步提高。

而仅仅简单的通过增加刀具的槽数Z，刀齿的强度必然会减弱，影响齿轮滚刀的使用寿命。如果要同时满足刀具有较多齿数及所必须的强度，则需要加大刀具的外径。但由于刀具外径的增加会导致大量贵重原材料的增加，提高刀具材料成本，同时会提高了对滚齿机床的要求，加大了齿轮的生产成本。

因此，如何在不增加刀具外径的情况下，有效增多刀具的切削刃数并使起具有足够的强度，已成为刀具生产设计中要解决的关键技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术难题，提供一种适合于粗(磨前、刮前)滚切加工齿轮且便于加工与检测、高效、耐磨、使用寿命长的重载粗切的齿轮滚刀。

为解决上述技术问题，本发明提供一种齿轮滚刀，包括刀轴，在所述刀轴上沿周向分布有多个切削齿，每一个所述切削齿由一主刀齿和至少一个所述附刀齿组成，所述主刀齿与所述附刀齿之间开设有附容屑槽，在相邻的所述切削齿之间开设有主容屑槽。

如上所述的齿轮滚刀，所述附容屑槽的深度为所述主容屑槽深度的三分之一。

如上所述的齿轮滚刀，所述主刀齿为8个或10个，所述附刀齿为8或10个。

如上所述的齿轮滚刀，所述齿轮滚刀的前角为6°。

由于采用上述结构，本发明具有以下的有益效果：

1、本发明采用滚刀与齿轮的切削运动学和金属切削原理，每个切削齿由前一个主刀齿或前一个长齿和后两个附刀齿组成。主刀齿是正常齿，其法向齿形参数与正常设计滚刀一样；附刀齿全齿高约为主刀齿的三分之一，法向齿形参数与附刀齿的上三分之一基本一致。在与普通整体(镶片)滚刀同样的外径情况下，相对增加了圆周齿数，附刀齿起到了辅助主刀齿切除大量余量的作用，同时，附刀齿全齿高的缩短，增加了切削齿的强度，降低了切削齿的切削力和负荷，减少了切削齿的磨损，延长了滚刀的寿命，可大幅提高滚齿效率。并增多了被切齿轮根部的包络刀痕，对改善被切齿轮根部的过渡曲线的棱角有一定的作用。

2、由于本发明采用主刀齿和附刀齿的结构设计，增加了圆周齿数，其圆周齿数取为16或20齿，既长齿和短齿各为8或10齿。这便于加工、检测和重磨滚刀。

3、本发明适用范围广，不仅适用于模数制或径节制(m≥6或DP≤4.233)的渐开线齿形，也适用于其他非渐开线齿形的滚刀。特别适用于多齿数和大模数的齿轮。并且，适合于粗(磨前、刮前)滚切加工齿轮且便于加工与检测、高效、耐磨、使用寿命长。

4、本发明在有效切削长度允许的条件下，它可以轴向窜刀使用，使用方便灵活。

5、本发明加工简单，与普通滚刀刃磨相同，不需添置专用设备。一般先磨短齿，按16或20齿分度，再磨长齿，按8或10齿分度。粗切滚刀的重磨，在满足滚刀外径的条件下，可以在任何滚刀刃磨床上重磨。滚刀只需一次装夹，只是调整两次砂轮进入滚刀容屑槽的深度。重磨后，滚刀的检查项目和检查方法与正常滚刀相同。

附图说明

图1为现有齿轮滚刀的结构示意图；

图2为图1中的C-C剖面结构示意图；

图3为现有齿轮滚刀工作时的受力分析示意图；

图4为现有齿轮滚刀工作时的受力分析模拟示意图；

图5为本发明齿轮滚刀的主视结构示意图；

图6为图5的部分截面示意图；

图7为图6的A-A剖面(主刀齿)示意图；

图8为图6的B-B剖面(附刀齿)示意图；

图9为本发明加工时步骤一的示意图；

图10为本发明加工时步骤二的示意图；

图11为图10的部分结构放大图。

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-刀轴；2-切削齿；21-主刀齿；22-附刀齿；23-主容屑槽；24-附容屑槽。

具体实施方式

如图5至图8所示，本发明一种齿轮滚刀，包括刀轴1，在所述刀轴上沿周向分布有多个切削齿2，每一个所述切削齿2由一主刀齿21和至少一个所述附刀齿22组成，所述主刀齿21与所述附刀齿22之间开设有附容屑槽24，在相邻的所述切削齿之间开设有主容屑槽23。其中，每个切削齿2由前一个主刀齿21和后一个附刀齿22组成；或前一个主刀齿21和后两个附刀齿22组成。

进一步的，所述附容屑槽24的深度为所述主容屑槽23深度的三分之一。

所述主刀齿为8个或10个，所述附刀齿为8个或10个。

所述齿轮滚刀的前角为6°。

通过对传统刀具结构设计充分分析滚刀与齿轮的切削运动学和切削动力学的金属切削(齿合)关系，刀具刃部的磨损不均匀，刀具无法充分发挥其最大的切削效率，具体情况分析如下，请参考图3、图4：

被加工齿轮齿槽中被切除金属的面积：

滚刀齿顶部切除面积约：F1≈75％

滚刀齿中部切除面积约：F2≈19％

滚刀齿根部切除面积约：F3≈6％

齿轮齿槽中的总面积：100％

从以上切削示意图可以看出刀具的磨损75％发生于刀刃的顶部，而刀刃的中部和底部磨损相对较少。

本发明采用滚刀与齿轮的切削运动学和金属切削原理，每个切削齿由前一个主刀齿或前一个长齿和后两个附刀齿组成。主刀齿是正常齿，其法向齿形参数与正常设计滚刀一样；附刀齿全齿高约为主刀齿的三分之一，法向齿形参数与附刀齿的上三分之一基本一致。在与普通整体(镶片)滚刀同样的外径情况下，相对增加了圆周齿数，附刀齿起到了辅助主刀齿切除大量余量的作用，同时，附刀齿全齿高的缩短，增加了切削齿的强度，降低了切削齿的切削力和负荷，减少了切削齿的磨损，延长了滚刀的寿命，可大幅提高滚齿效率。并增多了被切齿轮根部的包络刀痕，对改善被切齿轮根部的过渡曲线的棱角有一定的作用。

在加工时，如图9至图11，第一步先磨短齿，按16或20齿分度，再磨长齿，按8或10齿分度。第二步粗切滚刀的重磨，在满足滚刀外径的条件下，可以在任何滚刀刃磨床上重磨。滚刀只需一次装夹，只是调整两次砂轮进入滚刀容屑槽的深度。重磨后，滚刀的检查项目和检查方法与正常滚刀相同。

本发明适合于粗(磨前、刮前)滚切加工齿轮且便于加工与检测、高效、耐磨、使用寿命长。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims

1.一种齿轮滚刀，包括刀轴，其特征在于，在所述刀轴上沿周向分布有多个切削齿，每一个所述切削齿由一主刀齿和至少一个所述附刀齿组成，所述主刀齿与所述附刀齿之间开设有附容屑槽，在相邻的所述切削齿之间开设有主容屑槽。

2.根据权利要求1所述的齿轮滚刀，其特征在于，所述附容屑槽的深度为所述主容屑槽深度的三分之一。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮滚刀，其特征在于，所述主刀齿为8个或10个，所述附刀齿为8个或10个。

4.根据权利要求1或2所述的齿轮滚刀，其特征在于，所述齿轮滚刀的前角为6°。