CN103068509A - 螺旋拉刀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺旋拉刀，通过多个切削齿在工件的加工孔的内周形成螺旋槽，所述多个切削齿具有排列在拉刀主体的前端侧的多个槽深扩大齿和排列在所述拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿，所述多个槽宽扩大齿具有切削刃和导向刃，位于所述拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿在前刀面与朝向所述工件的所述螺旋槽的两槽壁面中的一个壁面的侧面的交叉棱线部形成有导向刃以取代所述切削刃。

Description

螺旋拉刀

技术领域

本发明涉及例如在制造内周具有螺旋槽的螺旋内齿轮时对工件进行切削加工所使用的螺旋拉刀。

本申请基于2010年8月27日在日本申请的特愿2010-191074要求优先权，并援引其内容。

背景技术

作为螺旋内齿轮的例子有行星内齿轮。作为自动变速器用的齿轮而提供各种行星内齿轮。但是，最近随着自动变速器的高品质化，对齿轮也要求高度的品质。

螺旋拉刀被用于这种螺旋内齿轮的加工中。例如在以下专利文献1中提出这样一种螺旋拉刀，在棒状拉刀主体的外周部，向该拉刀主体的径向外周侧突出的多个切削齿（cutting teeth）从该拉刀主体的前端侧到后端侧以围绕该拉刀主体的轴线扭转的螺旋状排列。在该螺旋拉刀中，在上述切削齿中的拉刀主体的前端侧的切削齿为粗切齿（槽深扩大齿），拉刀主体后端侧的切削齿为精切齿（槽宽扩大齿）。在该精切齿中，在朝向拉刀主体的前端侧的前刀面与朝向上述拉刀主体的圆周方向中任一侧的侧面的交叉棱线部形成有切削刃，在该切削刃的相反侧的侧面与上述前刀面的交叉棱线部形成有导向刃。

通过这种螺旋拉刀对工件进行加工而形成具有所希望的齿形的螺旋内齿轮。具体来说，通过高度依次增加的粗切齿组形成具有规定齿高的齿后，通过厚度依次增加的精切齿组精加工为规定的齿厚。在对齿厚进行精加工时，首先在齿厚方向上对齿形的一侧面（例如，锐角侧的侧面）进行跟进切削，接下来在齿厚方向上对齿形的另一侧面（例如，钝角侧的侧面）进行跟进切削，从而精加工为所希望的齿形。

专利文献1:特开2007-253298号公报

然而，在加工的最终阶段中，当螺旋拉刀从工件拔出时，在拉刀主体的后端侧的圆周上作用于工件的最终齿的个数产生变化，因此螺旋拉刀对工件的动作变得不稳定。结果是，通过精切最终齿对工件进行过切，齿线的精度变差的问题。

特别是，在相邻的切削齿相对于拉刀主体的轴线倾斜配置的非标准型的螺旋拉刀中，在加工的最终阶段的螺旋拉刀从工件拔出时，沿着圆周上配置的最终齿依次拔出而不是同时拔出，因此上述问题较为显著。

发明内容

本发明是在这种背景下提出的，其目的是提供一种螺旋拉刀，该螺旋拉刀能够防止由精切最终齿所进行的过切削，并且能够以良好的齿线精度对工件进行加工。

为了解决上述问题，并达到这种目的，本发明的螺旋拉刀通过多个切削齿在工件的加工孔的内周面形成螺旋槽，所述多个切削齿从形成为棒状的拉刀主体的外周部向所述拉刀主体的径向外侧突出，并且从所述拉刀主体的前端侧到后端侧以围绕所述拉刀主体的轴线扭转的螺旋状排列，所述多个切削齿具有：多个槽深扩大齿，排列于所述拉刀主体的前端侧；和多个槽宽扩大齿，排列于所述拉刀主体的后端侧，所述多个槽宽扩大齿具有：切削刃，在朝向拉刀主体的前端侧的前刀面与朝向所述工件的所述螺旋槽的两槽壁面中的一个壁面的侧面的交叉棱线部形成；和导向刃，在形成有该切削刃的侧面的相反侧的侧面与所述前刀面的交叉棱线部形成，所述槽宽扩大齿中的位于所述拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿，在所述前刀面与朝向所述工件的所述螺旋槽的两槽壁面中的一个壁面的侧面的交叉棱线部形成有导向刃以取代所述切削刃。

上述结构的螺旋拉刀在拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿中的位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿上形成有导向刃以取代切削刃。因此，位于最后端侧的槽宽扩大齿不具有切削功能。由此，该位于最后端侧的槽宽扩大齿通过导向刃导向位于其正前方的槽宽扩大齿（其将成为实质性的精切最终齿）。

在加工的最终阶段中螺旋拉刀从工件拔出时，有时会在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿的圆周上，这些槽宽扩大齿作用于工件的个数产生变化，该螺旋拉刀的动作变得不稳定。即使在这种情况下，根据本发明，如前所述，位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿不具有切削功能，因此不会对工件进行过切削。

位于所述拉刀主体的最后端侧的所述槽宽扩大齿可以形成为，与该槽宽扩大齿所属的列中的位于正前方的所述槽宽扩大齿相比在齿厚方向上后退。

这种螺旋拉刀在切削功能下降时通常进行重磨。如前所述，若将位于拉刀主体的最后端侧的上述槽宽扩大齿形成为与位于其正前方的槽宽扩大齿相比在齿厚方向上后退，那么即使在重磨之后，也能够避免比前方的槽宽扩大齿在齿厚方向上突出。由此，能够事先防止在进行重磨之后位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿对工件进行过切削这种不良情况的发生。

负后角θc可以以0.5°≤θc≤2°的范围形成在位于所述拉刀主体的最后端侧的所述槽宽扩大齿的所述导向刃上。

如此，通过在导向刃上形成有如上范围的负后角，位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿能够在不进行切削的情况下更加切实地发挥导向其前方槽宽扩大齿的功能。

另外，当形成于导向刃的负后角小于0.5°时，产生由于在该螺旋拉刀对工件的动作，而导致导向刃产生切削功能的危险。

此外，当导向刃的负后角大于2°时，导向刃前端的空隙量变大，产生无法进行正确的导向的危险。

在构成列的所述槽宽扩大齿中的从所述拉刀主体的后端侧数第二和第三或第二到第四个槽宽扩大齿在齿厚方向的突出量可以被设定为相同值。

除了位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿，将两个或三个槽宽扩大齿的齿厚方向的突出量设定为相同值，从而在加工的最终阶段中螺旋拉刀从工件拔出时，螺旋拉刀对工件的动作变得稳定。由此，能够对工件形成精度优异的齿形。

根据本发明的螺旋拉刀，即使在加工的最终阶段中该螺旋拉刀从工件拔出时，在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿的圆周上，这些槽宽扩大齿的作用于工件的个数产生变化，并且螺旋拉刀的动作变得不稳定，由于位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿不具有切削功能，因此不会对工件进行过切削，能够形成精度优异的齿形。

附图说明

图1为表示将本发明应用于非标准型的螺旋拉刀的情况下的实施方式的侧视图。

图2为从上方观察实施方式中的槽宽扩大齿的一列的示意图。

图3为用于说明槽宽扩大齿中的拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿的示意图。

图4为用于说明对图3所示的多个槽宽扩大齿进行重磨后的状况的示意图。

符号说明

1   拉刀主体

4   切削齿部

5   切削齿

6   槽深扩大齿

7   槽宽扩大齿

7A  拉刀主体1的前端侧的槽宽扩大齿

7B  拉刀主体1的后端侧的槽宽扩大齿

9   切削刃

10  导向刃

13  导向刃

θc  负后角

O   拉刀主体1的轴线

L   切削齿5的导线

具体实施方式

图1至图4表示本发明的一体形螺旋拉刀的实施方式。图1为表示将本发明应用于螺旋拉刀的情况下的实施方式的侧视图。本实施方式的螺旋拉刀例如为了制造上述的在内周具有螺旋槽的行星内齿轮等螺旋内齿轮而对工件进行拉刀加工。如图1所示，拉刀主体1为以轴线O为中心的长条形的棒状。在拉刀主体1的两端部形成有夹紧部2、3。在该夹紧部2、3之间形成有切削齿部4。在该切削齿部4中，从拉刀主体1的外周向径向外侧突出的多个切削齿5从该拉刀主体1的前端侧（图1中的左侧）到后端侧（图1中的右侧）沿着围绕轴线O扭转的导线L以呈螺旋状的方式排列，这些切削齿5的列在圆周方向上隔开间隔而形成多列。

另外，图1表示将本发明应用于在轴线O方向上形成在多个切削齿5之间的齿槽围绕该轴线O扭转的非标准型（螺旋刃槽型）的一体形螺旋拉刀的例子。

其中，在切削齿部4中，拉刀主体1的前端侧部分的多个切削齿5为沿齿高方向跟进切削上述螺旋内齿轮的齿形的槽深扩大齿6。在该槽深扩大齿6中，切削齿5的高度沿着该切削齿5的列，向拉刀主体1的后端侧依次增加。在与该槽深扩大齿6相比位于拉刀主体1的后端侧的切削齿部4中，具备沿齿厚方向（即拉刀主体1的圆周方向）进行跟进切削从而将上述螺旋内齿轮的齿形形成为规定的齿厚的多个槽宽扩大齿7。具体来说，通过槽宽扩大齿7将通过槽深扩大齿6切削为规定齿高的齿形的齿面（即工件的螺旋槽的两槽壁面）沿齿厚方向进行跟进切削，从而将上述螺旋内齿轮的齿形形成为规定的齿厚。即，通过高度依次增加的槽深扩大齿6的组形成具有规定齿高的齿后，通过厚度依次渐增的槽宽扩大齿7的组精加工为规定的齿厚。

另外，在切削齿部4中上述槽宽扩大齿7排列的部分中，也可以与槽宽扩大齿7交替具备切削齿形的齿顶部的圆齿。此外，也可以在槽宽扩大齿7的后端侧具备该圆齿。在本实施方式中，这些槽深扩大齿6、槽宽扩大齿7以及圆齿的所有的切削齿5与拉刀主体1一体形成。

图2为从上方观察实施方式中槽宽扩大齿7的一列的示意图。图3为用于说明槽宽扩大齿7中的拉刀主体后端侧的多个槽宽扩大齿的示意图。拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿是指在图2中用III表示的位置上的多个槽宽扩大齿。另外，图2中的纵轴的比例尺为横轴的比例尺的10倍左右，导向刃的角度也夸大表示以便观察。

如图2所示，在上述多个槽宽扩大齿7中，有以延续槽深扩大齿6的方式设置在拉刀主体1的前端侧的多个槽宽扩大齿7A和设置在拉刀主体1的后端侧的多个槽宽扩大齿7B。多个槽宽扩大齿7A对工件的螺旋槽的两槽壁面中的一个壁面进行跟进切削。多个槽宽扩大齿7B对两槽壁面中的另一个壁面进行跟进切削。

在各个槽宽扩大齿7中，在其切削齿5的朝向拉刀主体1的前端侧的前刀面5A与朝向被跟进切削的槽壁面的侧面5B的交叉棱线部形成有切削刃9。另一方面，在朝向被跟进切削的槽壁面的相反侧的槽壁面的导向面5C与前刀面5A的交叉棱线部形成有导向刃10，导向刃10与被切削刃9跟进切削的上述槽壁面的相反侧的槽壁面滑动接触，从而引导该槽宽扩大齿7。由导向面5C和导向刃10构成导向部11。

在本实施方式中，在拉刀主体1的前端侧的槽宽扩大齿7A中，如图2所示，上述前刀面5A与锐角侧（图2中的下侧）的侧面5B的交叉棱线部形成有上述切削刃9。此外，钝角侧（图2中的上侧）的侧面为上述导向面5C，上述导向刃10形成在导向面5C与该前刀面5A的交叉棱线部。另外，这里，将前刀面5A和通过前刀面5A两端的与导线L平行的直线构成的角度为锐角的一侧称为锐角侧，将为钝角的一侧称为钝角侧。

对此，在拉刀主体1的后端侧的槽宽扩大齿7B中，前刀面5A与钝角侧的侧面5B的交叉棱线部形成有切削刃9。此外，锐角侧的侧面为导向面5C，上述导向刃10形成在导向面5C与该前刀面5A的交叉棱线部。

另外，在与上述切削刃9相连的槽宽扩大齿7的侧面5B和形成有导向面5C的侧面，分别相对于上述切削刃9和导向刃10朝向拉刀主体1的后端侧形成有后角。在与切削刃9相连的侧面形成有正后角θa。在与导向刃10相连的侧面形成有0°或负角度的后角θb。

在拉刀主体1的前端侧的多个槽宽扩大齿7A中，钝角侧的导向刃10以沿着导线L相连的方式排列。锐角侧的切削刃9配设为随着沿导线L朝向后端侧，如图2中符号Xa所示在齿厚方向逐渐突出。

另一方面，在拉刀主体1的后端侧的多个槽宽扩大齿7B中，其锐角侧的导向刃10大体上以从上述拉刀主体1的前端侧的多个槽宽扩大齿7A中最后端的槽宽扩大齿7A的切削刃9沿上述导线L相连的方式排列。钝角侧的切削刃9配设为随着从拉刀主体1的前端侧的槽宽扩大齿7A的导向刃10沿着导线L朝向后端侧，如图2中符号Xb所示在齿厚方向逐渐突出。

还如图3所示，拉刀主体1的后端侧的多个槽宽扩大齿7B中位于最后端侧的最终齿为槽宽扩大齿7BB。槽宽扩大齿7BB在前刀面5A与朝向拉刀主体1的圆周方向的一侧（在本实施方式中为钝角侧）的侧面5BB的交叉棱线部形成有导向刃13以取代切削刃9。即在拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿7B中，在前刀面5A与钝角侧的侧面5B的交叉棱线部形成有切削刃9，但唯独在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB，取代切削刃而形成有导向刃13。

即，在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB中，在钝角侧的侧面5BB上相对于导向刃13形成有负后角θc。由此，在前刀面5A与钝角侧的侧面5BB的交叉棱线部形成有导向刃13。这里，负后角θc设定在0.5°≤θc≤2°的范围内。

此外，在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB的形成有导向刃13的钝角侧的侧面上形成有与导线L平行的平坦部14（平坦部有时也形成为以随着朝向后端接近锐角侧的方式相对于导线L倾斜）。由此，槽宽扩大齿7BB形成为，与该槽宽扩大齿7BB所属的列中的位于正前方的槽宽扩大齿7B相比，在齿厚方向（更具体来说是由槽宽扩大齿7B跟进切削的方向）上后退。

该后退量Ｙ的值设定为即使在对切削齿5进行重磨的情况下，槽宽扩大齿7BB不会比位于其正前方的槽宽扩大齿7B在齿厚方向上更加突出。具体来说，后退量Y设定为0＜Y≤20μm范围中的适当的值。

进一步，构成列的拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿中的从拉刀主体后端侧数第二和第三个或第二至第四个槽宽扩大齿7B，齿厚方向的突出量设定为相同值。即，除了槽宽扩大齿7BB之外，位于拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿7B中，即使在沿导线L朝向后端侧的情况下，其钝角侧的切削刃9也不会在齿厚方向上突出，分别被设定为相同的突出量。

接下来，说明通过如此构成的螺旋拉刀对工件进行切削的方法。

首先，将拉刀主体1从前端侧插入预先在工件上形成的加工孔中。而且，沿着上述导线L使该拉刀主体1相对于工件相对前进的同时旋转。由此，首先通过槽深扩大齿6将螺旋槽形成至规定深度。接下来，拉刀主体1的前端侧的槽宽扩大齿7A的导向刃10滑动接触于该螺旋槽的钝角侧的槽壁面以引导该槽宽扩大齿7A的同时，通过该拉刀主体1的前端侧的槽宽扩大齿7A的切削刃9切削螺旋槽的锐角侧的槽壁面。由此，就槽宽对锐角侧的槽壁面实施精加工。

接下来，拉刀主体1的后端侧的槽宽扩大齿7B的导向刃10滑动接触于该锐角侧的槽壁面以引导该槽宽扩大齿7B的同时，通过该拉刀主体1的后端侧的槽宽扩大齿7B的切削刃9切削螺旋槽的钝角侧的槽壁面。由此，就槽宽对钝角侧的槽壁面实施精加工，从而形成所希望槽宽的螺旋槽。

这里，在拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿7B中的位于最后端侧的槽宽扩大齿7BB上，取代切削刃而形成有导向刃13，因此不具备切削功能。因此，位于该拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB通过导向刃13导向位于拉刀主体的前端侧的槽宽扩大齿7B。

因此，即使在加工的最终阶段的螺旋拉刀从工件拔出时，在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿的圆周上，这些槽宽扩大齿的作用于工件的个数产生变化，该螺旋拉刀的动作变得不稳定的情况下，如前所述，位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿不具备切削功能。因此，不会对工件进行过切削，从而能够在工件上形成精度优异的齿形。

此外，在本实施方式的螺旋拉刀中，位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB形成为，与该槽宽扩大齿7BB所属的列中的位于紧前方的槽宽扩大齿7B相比在齿厚方向上后退。因此，如图4所示，即使在重磨之后，加厚刃7B、7BB的刃带宽Wa变窄到Wb（例如1.5mm）的情况下，也能够避免位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB比前方的槽宽扩大齿在齿厚方向上突出。结果在进行重磨之后，能够事先防止由位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB对工件进行过切削这种不良情况的发生。

此外，在本实施方式的螺旋拉刀中，负后角θc以0.5°≤θc≤2°范围内的适当值形成在位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB的导向刃13。因此，位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿7BB能够更加切实地发挥不进行切削而导向其前方的槽宽扩大齿7B的功能。

此外，在本实施方式的螺旋拉刀中，将构成列的拉刀主体的后端侧的多个槽宽扩大齿中的从拉刀主体的后端侧数第二和第三个或第二到第四个槽宽扩大齿设定为其齿厚方向的突出量为相同的值。因此，能够使加工的最终阶段中的螺旋拉刀从工件拔出时螺旋拉刀对工件的动作稳定。结果是，能够在工件上形成精度更加优异的齿形。

另外，本发明不仅局限于前述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内可进行各种变更。

例如，在本实施方式中说明了将本发明应用于非标准型的一体形螺旋拉刀的例子。但并不局限于此，本发明也可应用于轴线垂直型的螺旋拉刀或者槽宽扩大齿7设置于与拉刀主体独立的壳体上的组装型螺旋拉刀。

工业上的可应用性

根据本发明的螺旋拉刀，即使在加工的最终阶段中该螺旋拉刀从工件拔出时，位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿的圆周上，这些槽宽扩大齿的作用于工件的个数产生变化，螺旋拉刀的动作变得不稳定的情况下，由于位于拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿不具备切削功能，因此不会对工件进行过切削，从而能够形成精度优异的齿形。

Claims (5)

1.一种螺旋拉刀，通过多个切削齿在工件的加工孔的内周形成螺旋槽，所述多个切削齿从形成为棒状的拉刀主体的外周部向所述拉刀主体的径向外侧突出，并且从所述拉刀主体的前端侧到后端侧以围绕所述拉刀主体的轴线扭转的螺旋状排列，

所述多个切削齿具有：多个槽深扩大齿，排列于所述拉刀主体的前端侧；和多个槽宽扩大齿，排列于所述拉刀主体的后端侧，

所述多个槽宽扩大齿具有：切削刃，在朝向拉刀主体的前端侧的前刀面与朝向所述工件的所述螺旋槽的两槽壁面中的一个壁面的侧面的交叉棱线部形成；和导向刃，在形成有该切削刃的侧面的相反侧的侧面与所述前刀面的交叉棱线部形成，

所述槽宽扩大齿中的位于所述拉刀主体的最后端侧的槽宽扩大齿，在所述前刀面与朝向所述工件的所述螺旋槽的两槽壁面中的一个壁面的侧面的交叉棱线部形成有导向刃以取代所述切削刃。

2.根据权利要求1所述的螺旋拉刀，

位于所述拉刀主体的最后端侧的所述槽宽扩大齿形成为，与该槽宽扩大齿所属的列中的位于正前方的所述槽宽扩大齿相比在齿厚方向上后退。

3.根据权利要求1所述的螺旋拉刀，

负后角θc以0.5°≤θc≤2°的范围形成在位于所述拉刀主体的最后端侧的所述槽宽扩大齿的所述导向刃上。

4.根据权利要求2所述的螺旋拉刀，

负后角θc以0.5°≤θc≤2°的范围形成在位于所述拉刀主体的最后端侧的所述槽宽扩大齿的所述导向刃上。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的螺旋拉刀，

在构成列的所述槽宽扩大齿中的从所述拉刀主体的后端侧数第二和第三或第二到第四个槽宽扩大齿在齿厚方向的突出量被设定为相同值。

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