CN102753295A - 侧铣刀，特别是用于机加工齿状系统的侧铣刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产齿状系统（Z）的侧铣刀（1），该侧铣刀具有至少一个可分度镶片（5），该可分度镶片具有矩形截面且被安排在一个作为镶片座的夹持凹座（3）中，该可分度镶片具有两个彼此背离的顶表面（9）、具有两个彼此相反定位的长镶片侧边（5a）、并且还具有两个彼此相反定位的窄镶片侧边（5b）。在镶片（5）的沿着这些长的镶片侧边（5a）在纵向方向（12）上延伸的四个切削刃（7）之中，在各自的情况下两个切削刃（7）在边缘处限定了该镶片（5）的这些顶表面（9），每个切削刃（7）以曲线延伸。

Description

侧铣刀,特别是用于机加工齿状系统的侧铣刀

技术领域

发明背景

本发明涉及一种侧铣刀，该侧铣刀装备有多个可分度镶片并且旨在用于机加工齿状系统。此外，本发明涉及这种用于机加工齿状系统的侧铣刀的可分度镶片。

背景技术

借助于这种铣刀，其对应的齿状系统（可以被构形外部齿状系统或者内部齿状系统）可以总体上在一个单切割的机加工操作中从实心坯件上铣削得到。

在用于侧铣刀的可分度镶片、也称为可分度的切削镶片的领域中，迄今为止已知的仅有的可分度镶片是具有两个可以依次被使用的切削唇沿的那些。在此，该可分度镶片的一侧被设计成该镶片座中可分度镶片的一个支承表面，而远离该支承表面的一侧配备有两个不同的切削刃或者切削轮廓，它们可以依次被使用。

发明内容

发明目的

将这作为起点，本发明的根本性目的是指明一种用于机加工齿状系统的、具有这样的可分度切削镶片的侧铣刀，该分度切削镶片带有四个可以依次被使用的切削唇沿。

目的的实现

根据本发明，这个目的是通过权利要求1的特征来实现的。多个有利的实施方案、发展和变体形成了从属权利要求的主题。

为此目的，提供了一种装备有多个可分度镶片的侧铣刀。每个被安排在作为镶片座的夹持凹座中的可分度镶片具有矩形的截面、具有两个彼此背离的顶表面、具有两个彼此相反定位的镶片纵向侧边并且具有两个彼此相反定位的窄镶片侧边。两个切削刃在各自的情况下在边缘处限定了这些顶表面，其结果是总共四个各自以弧形延伸的切削刃沿着镶片的纵向侧边在该镶片的纵向方向上延伸。

该侧铣刀适宜地在两侧上均具有用于多个可分度镶片的、作为镶片座的夹持凹座。如果将这些可分度镶片相对于该盘的中央纵向表面倾斜地设置则是适宜的，该中央纵向表面与该侧铣刀的纵向中心线相交。将这些可分度镶片以某个倾斜插入角插入到该工具中意味着，这些可分度镶片的镶片平面不会在与该侧铣刀盘的平面相同的平面上延伸。相反地，这些可分度镶片的平面是相对于该侧铣刀的平面倾斜地设置的。

在一个优选实施方案中，该侧铣刀装备有这些具有四个相互平行的弧形或球形切削刃的可分度镶片以及专门适合于对齿头进行机加工的齿头机加工镶片的混合体，适宜地是以1:1的比例，即，相等数目的可分度镶片和齿头机加工镶片。该侧铣刀交替地装备有多个可分度镶片以及仅适合用于对齿状系统的齿头进行机加工的多个齿头机加工镶片，它们被交替地安排在该侧铣刀的相应夹持凹座中。这些可分度镶片和这些齿头机加工镶片均适宜地相对于该盘的纵向中央平面是倾斜地设置的。

通过根据本发明的侧铣刀，有可能进行一种用于生产内部齿状系统（例如，内部带齿的齿轮环）以及外部齿状系统（例如，外部带齿的大齿轮）二者的过程。在这种生产过程中，对应齿面和对应齿头均在单一的铣削操作被铣削出。由此实现了在齿状系统的生产中停留时间的显著减小。

关于这些可分度镶片（可分度切削镶片），这些切削刃的弧形轮廓使得它们适合用于对齿面轮廓进行铣削。这些切削刃的弧形轮廓产生了球形构形的、在铣削过程中有效的切削唇沿。由于这些切削唇沿的球形形状，这些顶表面可以用作该镶片座中的可分度镶片的支撑表面，同时有可能将所有四个切削刃都用作切削唇沿。因此，主要优势在于将可以依次被使用的切削唇沿的数目加倍了。

在本发明的一个变体实施方案中，这两个彼此背离的顶表面的中央区域被设计为该镶片座中的可分度镶片的支承区域。这些顶表面在其边缘处被这些切削刃限定。在这些支承区域与这些切削刃之间的区域可以在高度上相对于这些顶表面向后设置以便形成间隙表面、并且因此在该齿状系统的机加工过程中为这些可分度切削镶片提供所需要的间隙。

在本发明的一个实施方案中，在该镶片的纵向方向上延伸的窄侧边之上或之中提供了一个切屑台阶，即，在该可分度镶片的镶片纵向侧边之上或之中。对应的切屑台阶是形成在该对应的纵向镶片侧中、在与其相关联的切削刃下方。一个延伸到该顶部表面中或者由顶表面在该镶片座中形成的间隙表面与背离该切屑台阶的纵向侧边上的切削刃邻接。

根据可分度镶片的一个适合的变体，该切削刃的弧形轮廓是由一个指向对应顶表面的凸形的边缘轮廓形成的。这是通过将这些顶表面在渐增的程度上拉入或去除（大致从该镶片的中心开始、沿着切削刃朝向该镶片的拐角）而形成的，其结果是这些可分度镶片实际上朝向该镶片的四个拐角而变得更薄。在这个变体中，在该镶片的这些窄侧边上的端刃（在末端处连接这些切削刃）其轮廓可以被确定为形成一个附加的末端切削唇沿。在此，该末端切削唇沿优选由多个单独的半径组成。

根据可分度镶片的另一个变体，该切削刃的弧形轮廓是由这样的边缘轮廓形成的：该边缘轮廓从对应的顶表面开始并且凹形地延伸到相邻的纵向镶片侧边中。该切削刃的弧形轮廓进一步可以通过这样的边缘轮廓形成：该边缘轮廓在该对应顶表面的平面中向外凸出地成拱形或者向内凹入地成拱形。

由于该切削刃的略微弧形轮廓（可以在该纵向镶片侧边的平面（即，指向切屑台阶）中或者在该顶表面的平面中是凸形的或者凹形的），该切削唇沿接收了其用于在侧向区域中对齿状系统进行机加工的球形构形。

该切削刃的凹形轮廓可以通过将切削刃朝着在同一镶片纵向侧边中与后者位置相反的切削刃弧形地拉入而形成。在这种情况下，该切削刃当朝着顶表面观察时是以直线延伸的、并且当朝着纵向镶片侧边观察时是向着该镶片纵向侧边的中心凹形地成拱形。该切削刃的凹形轮廓还可以通过将该切削刃朝向在同一顶表面中与之位置相反的切削刃以弧形拉入而形成。在这种情况下，该切削刃当向着镶片纵向侧边观察时以直线延伸，并且当朝向顶表面观看时向着该顶表面的中心凹形地成拱形。

在这些变体中并且在该矩形的可分度镶片的切削刃在对应顶表面的平面内凸形弯曲的变体中，该矩形的仅这两个长的或纵向的镶片侧边形成了在其整个长度上延伸的切削刃。在这个实施方案中，连接了该矩形的这两个长的或纵向的镶片侧边的这些短侧边（这些短侧边形成了该可分度镶片的端刃）没有作用。因此，这个可分度镶片仅适合于对齿状系统的齿面进行机加工。为了对该齿状系统的齿头进行机加工，必须提供另外的齿头机加工镶片。

如果在与该镶片顶表面相同的一个侧边上提供多个间隙表面并且这些切削刃以凹形延伸而与该支承区域相连接，则这个可分度镶片被用于生产在外部齿状系统中遇到的这种类型的凸形齿轮廓。相反地，一种具有凸形地延伸到该支承区域中的切削刃的工具被用于生产在内部齿状系统中出现的这种类型的凹形齿轮廓。

在以上说明的这个实施方案中，总体上必要的是提供与用于机加工齿面的可分度镶片数目相比两倍数目的用于机加工齿头的切削镶片。在一些情况下，这可以导致用于刀具盘的空间问题，因为该刀具盘并不具有足够的用于大量切削元件的安装空间。

在此通过以下实施方案提供了弥补方案，其中不仅这两个在边缘处限定了这些顶表面的切削刃（其中所述边缘在该矩形实施方案中是通过纵向镶片侧边（长侧边）形成的）、而且在末端处连接了这些切削刃的这些端刃都作为另外的末端切削唇沿是有效的。这是以一种特别有效的方式通过这些端刃的球形构形来实现的。这些端刃的球形构形导致通过一个或多个顺次的半径形成了一种特别有效的圆化的末端切削唇沿并且它们与这些切削刃相邻。由多个半径组成的末端切削唇沿具有的优点是，它特别适合于有待机加工的齿头几何形状。

通过切削刃和末端切削唇沿的这种组合，有可能不仅对齿面进行机加工而且还对有待铣削的齿状系统的齿头进行机加工。为了完成齿头的机加工，可以针对每个可分度镶片提供一个另外的被专门设计用于齿头机加工的切削镶片。在这个实施方案中，这些适合用于机加工齿面和齿头两者的可分度镶片以及这些专门适合用于机加工齿头的切削镶片可以按1:1的比率安排在该侧铣刀上。以此方式，所要求的切削镶片的数目显著减少了，由此确保在该侧铣刀上总是存在足够的可用安装空间。

附图说明

以下通过参考附图对本发明的展示性实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1显示了一个侧铣刀的侧视图，该侧铣刀交替地装备有用于对齿面进行机加工的多个可分度镶片或者可分度切削镶片并且装备有用于对齿头进行机加工的齿头机加工镶片。

图2显示了图1中所展示的侧铣刀的圆周的平面视图。

图3显示了图2中所示的侧铣刀的放大的平面视图。

图4显示了一个可分度镶片的透视图，该可分度镶片具有一个间隙表面，该间隙表面在朝向所述镶片顶表面的支承区域的方向上凹形地延伸。

图5显示了图4中所展示的可分度镶片的平面视图，

图6显示了图4中所展示的可分度镶片的侧视图，该可分度镶片具有一个切削刃，该切削刃在所述镶片的纵向镶片侧边中向内凹入地成拱形。

图7显示了一个可分度镶片的透视图，该可分度镶片具有一个间隙表面，该间隙表面在朝向所述镶片顶表面的支承区域的方向上凸形地延伸。

图8示出了图7中所展示的可分度镶片的平面视图，

图9显示了图7中所展示的可分度镶片的侧视图，该可分度镶片具有一个切削刃，该切削刃在其纵向镶片侧边中朝顶表面凸出地成拱形。

图10显示了一个可分度镶片的透视图，该可分度镶片具有一个间隙表面，该间隙表面在朝向所述镶片顶表面的支承区域的方向上凸形地延伸、并且在这些窄镶片侧边上具有轮廓设计的端刃。

图11示出了图10中所展示的可分度镶片的平面视图，

图12显示了图10中所展示的可分度镶片的侧视图，该可分度镶片具有一个切削刃，该切削刃在其纵向镶片侧边中向顶表面凸出地成拱形，

图13显示了一个可分度镶片的透视图，该可分度镶片具有矩形的截面以及在其顶表面的平面内为凸形的切削刃。

图14显示了图13中所展示的可分度镶片的平面视图，

图15显示了图13中所展示的可分度镶片的侧视图，

图16显示了一个可分度镶片的透视图，该可分度镶片具有梯形的截面以及在其顶表面的平面内为凸形的切削刃。

图17显示了图16中所展示的可分度镶片的平面视图，

图18显示了图16中所展示的可分度镶片的侧视图，

图19显示了一个可分度镶片的透视图，该可分度镶片具有梯形的截面并且具有在后者的平面内凹入顶表面中成拱形的切削刃，

图20显示了图19中所展示的可分度镶片的平面视图，并且

图21显示了图19中所展示的可分度镶片的侧视图。

在所有的图中相应的部分配备有相同的参考号。

具体实施方式

图1到3中展示的侧铣刀具有在每个侧壁2中形成的多个作为夹持凹座3的镶片座，用于夹持多个切削元件。在所展示的实施方案中，这些切削元件被设计为用于生产齿状系统Z的齿头机加工镶片4以及可分度镶片5。与该纵向中心线6相垂直，该盘的纵向中央平面E与该侧铣刀1相交。该侧铣刀1的盘的纵向中央平面E因此在图1的绘图平面内延伸。从图3的展示中清楚的是，指向可分度镶片5和齿头机加工镶片4两者均是相对于该侧铣刀1的盘的纵向中央平面E而倾斜地设置的。

在这些展示性实施方案中所展示的可分度镶片（可分度镶片）5具有矩形的截面，具有两个相互平行的彼此背离的顶表面9、具有两个彼此相反定位的纵向镶片侧边5b并且具有两个彼此相反定位的窄镶片侧边5b。这个矩形、并且因此该分度镶片5的纵向镶片侧边5a，也称为长侧边，被设计为切削刃7。在这些展示性实施方案中展示的可分度镶片5此外还具有一个中央紧固开口8。可以将一个夹紧销或者夹紧螺钉穿过该紧固开口8而插入以便将该可分度镶片5紧固到该工具上，即，紧固在该侧铣刀1上。

该紧固开口8被嵌入一个支承区域10中，该支承区域10在每个分度镶片5的每个彼此相反的顶表面9的区域中从顶表面9伸出。通过该支承区域10，该可分度镶片5在安装时通过其不活动的侧边停靠在该夹持凹座3的底部上。该支承区域10因此相对于该支持凹座3支撑了该可分度镶片5。

在该支承区域10与其对应的切削刃7之间安排了在各自的情况下的一个间隙表面11，该间隙表面是从该顶表面9向后设置的。在图4、图5、以及图6的示意性实施方案中，该间隙表面11的形状是凹形的。这意味着该间隙表面11凹形地延伸到该支承区域10中，其方式为使得在该纵向镶片侧边5a的平面内获得了该切削刃7的凹形弯曲的轮廓（图6）。

在图4到图12的示意性实施方案中，这些切削刃7沿着该可分度镶片5的纵向镶片侧边5a在其整个长度上在纵向方向（该镶片的纵向方向）12上延伸。在其横向（该镶片的横向）13上，其中横向是与纵向12成直角的，该可分度镶片5的端刃14在各自的情况下将纵向镶片侧边5a与切削刃7连接起来。

一方面在图4、图5以及图6中所示的可分度镶片5的实施方案中，并且另一方面在图7、图8以及图9中所示的可分度镶片5的实施方案中，这些端刃14在铣削过程中是不活动的。这意味着，这些可分度镶片5仅用其切削刃7进行铣削。在机加工过程中，切削刃7铣削该齿状系统的齿面。在具有图4、图5以及图6或者图7、图8以及图9中所示的可分度镶片5的侧铣刀的情况下，这些齿头是仅通过齿头机加工镶片4而机加工的。

在图4、图5以及图6所示的、具有凹形间隙表面11的可分度镶片5的示意性实施方案被用于生产凸形的轮廓，即，生产外部齿形的系统。在图7、图8以及图9中可分度镶片5的示意性实施方案中具有相应凸形弯曲的切削刃7的凸形设计的间隙表面11被用于生产凹形的轮廓，即，内部齿形的系统。

在镶片的纵向方向12延伸的纵向镶片侧边5a（在镶片的纵向方向12上延伸的侧壁）的区域中，一方面在图4、图5、和图6中所示的可分度镶片5的实例性实施方案中并且另一方面在图7、图8、和图9中所示的可分度镶片5的实例性实施方案中，在各自的情况下所谓的切屑台阶17是在这些切削刃7的下方形成的。原则上，还有可能实现切削刃7的弧形轮廓，是通过在对应顶表面9的平面内以朝向对应切屑台阶17的一个弧形来形成这些切削刃7。在这个变体实施方案中，可以忽略这些间隙表面11。然后仅通过该可分度镶片5相对于侧铣刀1的盘的纵向中央平面的倾斜定位并且因此通过对应的顶表面9本身而产生了在铣削过程中所要求的工具间隙。

原则上，图10、图11、和图12中所展示的示意性实施方案具有与图7、图8、和图9中所示的可分度镶片5的示意性实施方案相同的构造。在10、图11、和图12中的示意性实施方案中，该端刃14被配置成球形的，其方式为使得三个相互邻接的单独半径15就好像将可分度镶片5的端刃14圆化并且因此形成一个另外的末端切削唇沿沿16。该末末端切削唇沿沿16在该镶片的纵向方向12上无缝地邻接对应的切削刃7。

该末端切削唇沿16与该切削刃7相交的方式为使得当铣削该齿状系统时，该切削刃7对有待铣削的齿的齿面进行机加工，如在其他实例性实施方案中那样，而该末端切削唇沿16机加工其对应齿的齿头并且因此补充或者取代通过该齿头机加工镶片4进行的齿头机加工，该齿头机加工镶片在各自的情况下在侧铣刀1中是相邻的。

观察该图将清楚的是，每个可分度镶片5具有四个不同的切削刃7，即，在各自的情况下在对应顶表面9的区域之上或之中两个。因此四个切削刃7全部都至少大致彼此平行地延伸。

在图10、图11、和图12中所示的可分度镶片5的示意性实施方案在各自的情况下进一步具有四个末端切削唇沿16。通过使该可分度镶片5首先在该镶片的横向13上、此后在镶片的纵向12上并且然后再次在该镶片的横向13上枢转，而依次使用在所有这些实施方案中的这四个切削刃7或者在图10、图11、和图12中所示的展示性实施方案中的四个切削刃7和四个末端切削唇沿16。因此对于第一次而言，已经获得了用于对齿状系统进行机加工的侧铣刀1的带有四个切削唇沿的可分度镶片5。

然而在图10、图11、和图12中所示的展示性实施方案中，应该指出的是，该可分度镶片5可以首先围绕在镶片的纵向方向12上延伸的镶片纵向轴线进行枢转，从而接着被重新夹紧在相同的夹持凹座3之中。为了使用这两个剩余的切削刃7或者末端切削唇沿16，该夹持凹座3必须改变，其方式为使得在首先在纵向中心线6左边的夹持凹座3中使用的情况下，必须转换到该侧铣刀1的纵向中心线6右边的夹持凹座3上，并且反之亦然。在这个实施方案中，因此有可能依次使用在各自的情况下位于同一夹持凹座3中的仅两个彼此相反的切削刃7和末端切削唇沿16。

在图13、图14、图15所示的示意性实施方案中，该支承区域10在该可分度镶片5的整个顶表面9上延伸。在这个实施方案中，没有在可分度镶片5本身中引入间隙表面。相反地，这些顶表面9在该镶片座中形成了间隙表面。

在这个实施方案中，这些切削刃7是凸形的，如图13到16中所示。这些切削刃7的凸形轮廓是基于：这些切削刃7是在其对应顶表面9的平面内并且从该切屑台阶17以弧形形成的，因为这些顶表面9朝向位于该紧固开口8的区域中的可分度镶片5的中心被拉回、是在可分度镶片5的拐角区域中通过去除或省略材料，而对应切削刃7的弧的顶点并没有伸出超过该纵向镶片侧边5a。从图14中的图示可见，在该可分度镶片5的同一顶表面9中的这些切削刃7在相反的侧边上具有相反的凸形轮廓。

在图16、17、和18中展示的可分度镶片5的示意性实施方案具有梯形的截面，这从图17中是相对清楚的。这些横向镶片侧边5b的端刃14相对于该可分度镶片5的本体倾斜地延伸。借助于这种梯形的截面，有可能实现更大的剃削角。该切削刃7在对应顶表面9的平面内凸形地延伸，因为再一次这些顶表面9通过在可分度镶片5的拐角区域中的材料去除或省略而朝向该可分度镶片5的镶片中心（紧固开口8）被拉回。

在图19、图20、和图21中展示的可分度镶片5的实施方案中，其中该可分度镶片具有多个凹形切削刃7，形成了这样的弧形轮廓，该轮廓在该可分度镶片的区域中通过去除或省略材料而朝向镶片中心（紧固开口8）被拉入并且延伸到该可分度镶片5的顶表面9的拐角区域中。再次，这个可分度镶片5具有一个连续的支承区域10，这个支承区域是通过顶表面9形成的而没有在该可分度镶片5本身中形成间隙表面。再次，这个可分度镶片5的截面是梯形的以便获得更大的剃削角。

Claims (12)

1.一种用于生产齿状系统（Z）的侧铣刀（1），该侧铣刀具有至少一个具有矩形截面的可分度镶片（5），该可分度镶片被安排在一个作为镶片座的夹持凹座（3）中，所述可分度镶片具有两个彼此背离的顶表面（9）、具有两个彼此相反定位的纵向镶片侧边（5a）、具有两个彼此相反定位的窄镶片侧边（5b）并且在各自的情况下具有两个在其边缘限定了这些顶表面（9）的切削刃（7），

-其中这四个切削刃（7）沿着这些纵向镶片侧边（5a）在该镶片的纵向方向（12）上延伸，并且

-其中每个切削刃（7）以弧形延伸。

2.如权利要求1所述的侧铣刀（1），在两侧上具有用于多个可分度镶片（5）的、作为镶片座的夹持凹座（3）。

3.如权利要求1或2所述的侧铣刀（1），具有该盘的一个中央纵向平面（E），该平面与所述刀具的纵向中心线（6）相交，其中这些可分度镶片（5）是相对于该盘的中央平面（E）倾斜地设置的。

4.如权利要求1到3之一所述的侧铣刀（1），具有多个交替装备的夹持凹座（3），使得交替地安排了多个可分度镶片（5）以及只适合用于对齿状系统的齿头进行机加工的多个齿头机加工镶片（4）。

5.如权利要求4所述的侧铣刀（1），其中这些可分度镶片（5）和这些齿头机加工镶片（4）均是相对于该盘的中央纵向平面（E）倾斜地设置的。

6.如权利要求1到5之一所述的侧铣刀（1），其中每个可分度镶片（5）具有一个切屑台阶（17），该切屑台阶被形成在这些对应的纵向镶片侧边（5a）之中、在该切削刃（7）之下；以及一个间隙表面（9，11），该间隙表面与该切削刃（7）邻接并且延伸到该顶表面（9）中或者通过后者而形成在该镶片座中。

7.如权利要求1到6之一所述的侧铣刀（1），其中每个可分度镶片（5）具有一个从其对应顶表面（9）中伸出的中央支承区域（10）、以及从该顶表面（9）向后设置在该切削刃（7）与每个顶表面（9）上的支承区域（10）之间的一个间隙表面（11）。

8.一种用于如权利要求1到7之一所述的侧铣刀（1）的可分度镶片（5），其中，该切削刃（7）的弧形轮廓是由指向该对应顶表面（9）的一个凸形边缘轮廓形成的（图9和图12）。

9.如权利要求8所述的用于侧铣刀（1）的可分度镶片（5），其中，在这些窄镶片侧边上的这些端刃（14）的轮廓被确定为形成一个另外的末端切削唇沿（16），所述刃在这些末端处连接了这些切削刃（7）。

10.如权利要求8所述的可分度镶片（5），具有一个末端切削唇沿（16），该末端切削唇沿由多个单独的半径（15）组成。

11.用于如权利要求1到7之一所述的侧铣刀（1）的可分度镶片（5），其中该切削刃（7）的弧形轮廓是由从该对应顶表面（9）开始并且凹形地延伸到该相邻的纵向镶片侧边（5a）中的边缘轮廓形成的（图6）。

12.用于如权利要求1到7之一所述的侧铣刀（1）的可分度镶片（5），其中该切削刃（7）的弧形轮廓是由在该对应顶表面（9）的平面内向外凸出地成拱形或者向内凹入地成拱形的一个边缘轮廓形成的（图14和图17或20）。

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