CN104625245A - 滚齿刀具以及其刀片夹具、去屑单元和刀片套件 - Google Patents

滚齿刀具以及其刀片夹具、去屑单元和刀片套件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及滚齿刀具以及其刀片夹具、去屑单元和刀片套件，该刀具旨在用于克林根贝格齿制滚齿并包括头部(1)和多个铣削刀片(2)，该铣削刀片从所述头部的前侧(4)突出。所述铣削刀片适当地两个两个地安装在去屑单元(3)中，所述去屑单元(3)可拆卸地连接到所述头部。各个铣削刀片(2)借助于楔子(19)和易于接近的螺钉(20)夹紧，该楔子(19)切向地作用于所述铣削刀片，在该铣削刀片后面存在呈肩部(56)形式的坚固切向支撑部。通过所述铣削刀片的所述楔子的夹紧，实现了所述铣削刀片能够用简单的方式安装和拆卸，并且实现了每组所述楔子+铣削刀片+切向支撑部能够切向定位并由此有效地承载作用在所述铣削刀片上的切削力。

Description

滚齿刀具以及其刀片夹具、去屑单元和刀片套件
技术领域
在第一方面，本发明涉及一种滚齿刀具，该类型的滚齿刀具包括：在一方面，头部，该头部具有前侧和中心轴线，头部能够绕中心轴线旋转；及在另一方面，多个去屑单元，所述多个去屑单元沿头部的前侧可拆卸地安装并各自分别包括刀片夹具以及能够更换的铣削刀片，该刀片夹具具有上部和锚固在头部中的底部，该铣削刀片固定在刀座中，该刀座位于刀片夹具的上部中并借助于轴向支撑部和切向支撑部定界，更确切地是借助于螺钉固定，该螺钉除了阳螺纹外包括在其一端处的键持部。
在另一些方面中，本发明还涉及用于刀具的一种刀片夹具、一种去屑单元和一种刀片套件。
滚齿刀具特别适合用于在不同工件的圆锥形表面中形成斜切齿，例如用于制造冠齿轮、小齿轮及其中在齿轮装置和齿轮系中发现的类型的类似细节。滚齿的主要优点是刀具和工件都能在工件的连续转位过程中以同步的关系旋转且由此连续形成所需的齿槽。以这样的方式，与旧式铣齿方法相比，非常显著地减少了加工时间，在该旧式铣齿方法中，在工件相对于刀具逐步转位后一个接一个地铣削齿槽。
背景技术
滚齿刀具借助于US 7736099 B2事先已知，其中，滑轮状铣刀头部的前侧或上侧包括最开始总体上提到的类型的可拆卸地安装的去屑单元。在该情况下，每个去屑单元装备有铣削刀片，该铣削刀片在安装状态下突出超过铣刀的头部的前侧并借助于螺钉固定在附属的夹具中，该螺钉延伸通过铣削刀片中的通孔并被紧固在夹具的上部中，更确切地说是紧固在螺纹孔中，该螺纹孔开口在被包含在所述上部中的切向支撑表面中。这意味着螺钉定向成基本上平行于铣刀的头部的前侧，以及定位成紧邻铣刀的头部的前侧。在所述夹具中，用于铣削刀片的切向支撑部是平坦表面，而轴向支撑部是两个V形布置的局部表面，该两个V形布置的局部表面相对于平坦切向支撑表面各自分别形成锐角并一起形成楔形底部，铣削刀片的全等后部能够容纳在该楔形底部中，以便在紧固螺钉时，使铣削刀片的后侧压靠于切向支撑表面(且因此，铣削刀片中的孔必须具有比螺钉的螺纹部分大的直径)。
不同的铣削刀片是完全一样的并以如下的方式成对配合，即：使得两个连续铣削刀片沿克林根贝格齿制(cyclo-palloid)弯曲路径加工所要制造的齿槽中的相对置的齿侧表面。如果在齿槽中在前方延伸的铣削刀片是右边切削，即加工所要制造的齿槽中的右侧，那么跟随在后方的铣削刀片就是左边切削。
还应当指出，各个去屑单元的夹具的下部埋头在位于头部的前侧下方的中空空间中并借助于螺钉能够拆卸地固定，螺钉包括能够从滑轮状头部的外周周向表面接近的键持部。
在上述专利文献中，声称目前刀具构造的优点会是分别拆卸(且相应地安装)各个铣削刀片而无需从铣刀头部拆卸附属夹具的可能性。然而，该假定的优点是理论的特性，而不是实际的特性。已有事实即用于铣削刀片的螺钉定向成平行于并放置成邻近铣刀头部的前侧，使得显著地更难以接近螺钉的键持部。例如，不可能使用传统T字形扳手。因此，大大减小了松开每对配合铣削刀片中的在前方延伸的铣削刀片的可能性。甚至，单独松开同一对铣削刀片中的跟随在后方的铣削刀片的可能性会实际上不存在。
已知刀具的另一缺点是不同铣削刀片与铣刀头部的几何固定点(分别等于头部的中心轴线和头部的前侧)相关的空间位置的尺寸精度对于良好的加工结果来说是至关重要的。因此，实践中，要求—在现代铣削技术内—0.005mm(或更好)的尺寸精度。为此，在刀具可被认为能够操作之前，需要大量的测量和调整操作。通常地，各个铣削刀片的更换不包含任何耗时的测量和调整操作，但如果附属夹具也必需要拆卸和重新安装，那么在铣削刀片和铣刀头部的固定点之间的公差链就会失去。换言之，如果仅对于仅一个去屑单元而言，那就需要耗时的测量和调整操作。
发明内容
本发明旨在消除借助于US 7736099 B2已知的滚齿刀具的上述缺点并旨在提供一种这种类型的改进刀具。因此，本发明的主要目的是提供实践选项，即：拆卸并重新安装任何单独铣削刀片而无需相对于铣刀头部将附属夹具从其位置移出。换言之，固定铣削刀片所需的螺钉应具有容易接近的键持部。另一目的是提供一种刀具，在该刀具中，螺钉能以可靠的方式固定铣削刀片。还有一个目的是提供一种刀具，该刀具的铣削刀片易于切削。
根据本发明，至少主要目的借助于各个刀片夹具的刀座和各个铣削刀片来实现，该刀座放置在两个切向间隔开的肩部之间，该两个肩部被包含在上部中并在从头部的前侧的方向上突出，两个肩部中的第一肩部包括切向支撑部，该各个铣削刀片布置在切向支撑部和楔子之间，该楔子具有通孔，该通孔在楔子的上侧和下侧之间延伸并容纳螺钉，更确切地说，该螺钉具有被紧固在夹具中的螺纹孔中的螺钉阳螺纹且具有从楔子向上面向的键持部，且楔子包括向其下侧会聚的两个相对置的接触表面，两个接触表面中的一个接触表面面对铣削刀片而另一个接触表面面对第二肩部。以这样的方式，固定铣削刀片所需的螺钉对于键(例如T字形扳手)而言变得能够便于接近，该键相对于铣刀头部能够在轴向方向上而不是在径向方向上进入到键持部中。
除了基本优点即固定铣削刀片所需的螺钉通常易于接近并允许分别安装/拆卸铣削刀片而完全不管刀具的其它部件之外，本发明提供了整体上以全新且有利的方式设计刀具的可能性。由于以下事实即两个肩部(铣削刀片和楔子保持固定在该两个肩部之间)切向地定位，所以作用在铣削刀片上的切削力—该力切向地朝向—可因此由这些肩部中的一个肩部承载。通过赋予所述吸力的肩部坚固设计，能够因此承载相当大的切削力，而铣削刀片不会有移出和损坏的危险。另外，铣削刀片能够以紧凑设计的方式制造，这使材料消耗例如昂贵的硬质合金的消耗降至最低。即使在相对较小的铣削刀片中，没有固定螺钉的任何弱化通孔对良好强度也有显著贡献。
在一个实施例中，刀片夹具的上部可包括三个隔开的肩部和两个刀座，该两个刀座设置在三个隔开的肩部之间并各自分别能够接纳铣削刀片，铣削刀片借助于设有螺钉的楔子被保持压靠于附属切向支撑部。以这样的方式，易于接近的两个铣削刀片能够定位成彼此接近，除此之外，中间肩部能够实现双重功能，即在一方面，接纳用于处于前方的铣削刀片的切向支撑部，而且在另一方面，包括用于楔子的抵接表面，该楔子固定跟随在后方的铣削刀片。
在另一实施例中，刀片夹具的上部通过包括两个托架部可比其底部宽，该两个托架部相对于底部伸出(corbelling out)并具有下侧，该下侧能够依靠于铣刀头部的前侧。以这样的方式，由于有效地抵消了铣刀头部的倾斜，所以刀片夹具整体上实现刚性锚固在铣刀头部中。
在又一实施例中，铣刀头部包括能够拆卸地彼此连接的两个部分，即在一方面，中心部分，该中心部分具有多个切向间隔开并径向突出的延伸臂，该延伸臂各自分别包括径向向外敞开的凹处，在该凹处中放置刀片夹具的底部；和在另一方面，边沿部分，该边沿部分具有经由间隙切向间隔开的壳体，中心部分的延伸臂位于该间隙中，且该壳体各自分别包括径向向外敞开的凹处，在该凹处中放置夹具的底部。以这样的方式，刀片夹具能够放置成邻近铣刀头部的外周，且因此对于每个给定应用，铣刀头部能够被赋予最小直径。另外，刀片夹具的外周位置使刀片夹具能够分别方便地安装和拆卸。
此外，刀具可包括具有两种不同类型的铣削刀片的刀片套件，该两种不同类型的铣削刀片各自分别包括具有切屑表面的上侧、下侧和间隙表面，该间隙表面与切屑表面一起形成包括两个部分刃的切削刃，即前鼻刃和侧刃，该侧刃从前鼻刃向后延伸并偏离通过铣削刀片的中心平面，该两种类型的铣削刀片具有非对称形状，使得该两种类型铣削刀片中的一种类型的铣削刀片的侧刃和鼻刃位于所述中心平面的左边，而另一种类型的铣削刀片的侧刃和鼻刃位于铣削刀片的中心平面的右边。以这样的方式，沿所要制造的齿槽的两个相对置的齿侧表面能够由侧刃加工，由于楔子夹紧且不管铣削刀片的紧凑设计如何，侧刃都自由暴露，用于所需的去屑。
在上述实施例中，刀片套件还可包括第三种类型的铣削刀片，该第三种类型的铣削刀片具有对称形状，使得铣削刀片包括两个侧刃，该两个侧刃从鼻刃向后延伸、等角度地偏离铣削刀片的中心平面并具有等大的间隙角，各个对称铣削刀片的鼻刃—在铣削刀片的安装状态下—定位成离铣刀头部前侧的轴向距离大于非对称铣削刀片的鼻刃。以这样的方式，对称铣削刀片的鼻刃能够比其它铣削刀片的鼻刃更深铣削进入到工件中。这导致的结果将是，齿侧成形的非对称铣削刀片的鼻刃实现离齿槽底部一定间隙。换言之，非对称铣削刀片的鼻刃仅部分地参与形成齿槽的底部，这表明非对称铣削刀片变得特别容易切削。
在另一实施例中，两种类型的非对称铣削刀片可被包含在两种不同的切向间隔开的但相邻的去屑单元中。因此，如果非对称铣削刀片中的任一个损坏或移出，则另一非对称刀片不受影响。
在又一实施例中，各个去屑单元可包括具有非对称形状的铣削刀片以及具有对称形状的铣削刀片。这意味着，去屑单元中的一个的成对铣削刀片加工齿槽的一“半”，而跟随在后方的去屑单元的铣削刀片加工另一半。因此，如果沿齿槽的一个齿侧表面发生损坏或脱位，则另一个去屑单元的铣削刀片不受影响。
在实施例中，在刀具装配有非对称以及对称铣削刀片时，包括四个连续铣削刀片的每组刀片中的铣削刀片位于离铣刀头部的中心轴线不等大的径向距离处。以这样的方式，两个对称铣削刀片能够铣削出均匀宽的槽底，同时提供相对两个齿侧表面中的每一个的间隙，该两个齿侧表面由非对称铣削刀片的去屑侧刃形成。
现有技术的进一步说明
借助于US 2011/0164931 A1已知的齿轮铣削刀具有铣刀头部，铣刀头部在前侧中包括多个突出的切削体，所述多个切削体借助于楔形子和螺钉保持在适当位置中，能够从上方接近螺钉的键持部。更切确地是，楔子将压靠于周围壁的各个切削体的下部(较大的部分)保持在中空空间中，切削体安装在该中空空间中，该下部埋头在头部中，且楔子大约径向(向内或向外)作用于切削体的底部。这意味着，由于切削力切向地而不是径向地作用于包含切削刃的突出部分，因此切削体的稳定性是普通的。就此而论，切削体的部分(即突出并包含切削刃的部分)没有能够承载切削力的任何形式的切向支撑部。另外，像切削体的下部埋头在头部中一样，楔子被包含在还包括多个附加部件的紧固机构中，所述多个附加部件使切削体的更换更困难且可更容易破坏切削刃和铣刀头部之间的公差链。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的完整刀具的仰视图；
图2是相同刀具的俯视图；
图3是具有彼此分解开来的不同部件的刀具的透视分解图；
图4是组装的完整刀具的从上方看的平面图；
图5是根据图4的刀具的侧视图；
图6是包含在根据本发明的刀具中的去屑单元的放大透视图；
图7是在操作过程中相对于单元的运动方向从前方示出的根据图6的去屑单元的分解图；
图8是从后方示出去屑单元的相似分解图；
图9是通过包含在去屑器中的夹具的中心纵剖视图；
图10是具有安装的铣削刀片和楔子的去屑单元的标出尺寸的侧视图；
图11是示出与楔子和楔子的紧固螺钉配合的铣削刀片的放大分解详细剖视图；
图12是包含在属于刀具的刀片套件中的第一种类型的铣削刀片的前视图；
图13是图12中的XIII–XIII横剖面；
图14是根据图12的铣削刀片从后方看的视图；
图15-17是对应于图12-14示出包含在所述刀片套件中的第二种类型的铣削刀片的设计的视图；
图18-20是示出包含在刀片套件中的第三种类型的铣削刀片的相似视图；
图21是示出在共同加工各个齿槽的过程中一系列铣削刀片的平面示意图；
图22是示出另一系列铣削刀片加工跟随在后方的齿槽的相似平面图；
图23是示出多个齿以及在其之间的多个齿槽的放大详细视图；和
图24是比例放大地示出了在共同加工齿槽过程中的四个连续铣削刀片的示意前视图。
具体实施方式
在图1-5中，示出了根据本发明的刀具的构造结构，刀具的基础部件是通常标示为1的铣刀头部(还可称为“基体”)和通常标示为2的多个可更换铣削刀片。每个这样的铣削刀片能够拆卸地安装在通常标示为3的去屑单元中，该去屑单元则能够拆卸地安装在头部1中。头部1能够在方向R上绕标示为C的中心轴线旋转，并且头部1通过在一方面包括相互平行的一对大致平坦的前侧4和后侧5及在另一方面包括具有圆柱形或旋转对称形状的外周表面6，而具有盘状或滑轮状的基本形状。实践中，周向表面6呈多个局部表面的形式，所述多个局部表面共同地与假想圆相切。在图5中，RP标示垂直于中心轴线C延伸的参照平面。在该情况下，上侧4和下侧5通常是平坦的且平行于参照平面RP。
为此，应该指出，诸如“上侧”和“下侧”及“向上”和“向下”的概念分别仅涉及所示刀具在附图中所处的位置。实践中，刀具可呈现相对于所要加工的工件的任何空间位置。为此，在下文中，上侧有时表示“前侧”，且下侧有时表示“后侧”。
如图3中所示，头部1由能够拆卸地彼此连接的两个部分组成，即中心部分7和边沿部分8。
以均匀间隔(72°)切向间隔开的多个(在该示例中是5个)径向突出的延伸臂9包含在中心部分7中。凹处10形成在每个延伸臂9的外端中，凹处10不仅在径向方向上敞开，而且向上和向下敞开。螺纹孔11开口在凹处中的内壁中。
边沿部分8也包括凹处12，凹处12中的每一个均由两个侧壁和一个内壁定界，螺纹孔13开口在内壁中。这些凹处12形成在壳体14中，壳体14经由间隙15相互隔开并经由底块16互连。在铣刀头部的组装状态下，中心部分的延伸臂9接纳在壳体14之间的间隙15中。为此，所有(10个)凹处10、12在铣刀头部的外周中敞开，其中螺钉孔11、13的中心轴线C3径向朝向。
图1-5中所示的去屑单元3在图6-11中更详细地示出。在图6-8中看到：每个单独单元(也被本领域的技术人员称为“刀夹”或“模块”)包括四类相互作用的部件，即夹具18、楔子19、螺钉20以及通常标示为2的铣削刀片。所述部件中的夹具、楔子和螺钉可由钢制成，而铣削刀片2适当地由更硬且更耐磨的材料尤其是硬质合金制成，该铣削刀片2是耐磨零件。
夹具18(参见图7)包括上部21和底部22，夹具18的底部22具有平行六面体形状并旨在安装在上述凹处10、12中。通孔23延伸通过底部22，用于螺栓24(参见图1和2)，螺栓24能够被紧固在相应凹处10、12中的螺纹孔11、13中，用以将各个夹具18固定在铣刀头部中。
尽管各个去屑单元3能够装备有仅一个铣削刀片(如在US7736099B2中)，但附图中所例示的实施例是优选的，其中每个单元3包括两个铣削刀片。因此，两个刀座25形成在夹具18的上部21中，该两个刀座25中的每一个均包括轴向支撑部26以及通常表示为27的切向支撑部。在该情况下，轴向支撑部26由两个平坦的且侧向隔开的局部表面组成(参见图7和9)，铣削刀片的平坦端表面能够承靠于该平坦端表面。切向支撑部27也包括两个局部表面27a、27b，但此外还包括突脊28。
通常，所有去屑单元3的夹具18以同一相同方式构造。然而，首先，关于在安装在凹处10中的5个单元和安装在凹处12中的5个单元之间的铣削刀片的空间位置存在一定的差异。在图4中，这两种类型的单元分别借助于后缀“a”和“b”来区分。
在进一步描述夹具18及其刀座之前，参照图12-20，图12-20示出了属于刀具的刀片套件，并且在图12-20中包括都具有非对称基本形状的至少两种不同类型的铣削刀片。在套件的所示优选实施例中，还包括有呈对称铣削刀片的形式的第三种类型。
两个非对称铣削刀片分别标示为2a和2b并分别在图12-14中和图15-17中示出，而对称铣削刀片标示为2c并在图18-20中示出。所有这些铣削刀片2a-2c的共同点是：它们在前端中具有大致锥形或三角形轮廓形状并包括上侧30、下侧31和周向外周表面，该周向外周表面包括以下更详细描述的多个局部表面。前端或尖端标示为33，而呈平坦端表面形式的后端标示为34。标示为MP的中心平面在前端33和后端表面34之间延伸。后端表面34在位于两个点P1、P2之间一半处的点处与中心平面MP相交，两个点P1、P2限定端表面34的侧向延伸范围。对于所有三种铣削刀片来说强制性的是：铣削刀片的上侧30包括与前端33相邻的切屑表面。在该示例中，上侧30是完全平坦的并因此整体上可以说成形成切屑表面。相对置的下侧31也是平坦的(且平行于上侧30)。
在图12和14(以及相应地15/17和18/20)中，铣削刀片呈现倒立且尖端33面向下，从而观察者看到图12中的上侧30和图14中的下侧31(旋转180°的铣削刀片)。图12中的水平剖面XIII–XIII中的铣削刀片的横剖面形状在图13中示出。
铣削刀片中的每一个均具体实施为切削刃，在切削刃中包括前鼻刃35和在铣削刀片2a中标示为361的侧刃，且该侧刃在铣削刀片2b中标示为362。每个侧刃形成在切屑表面30和第一平坦间隙表面37之间的过渡部分中，第一平坦间隙表面37是所述周向表面的一部分。至于鼻刃35，它形成在上侧30和第二凸弓形间隙表面38之间，第二凸弓形间隙表面38经由第一边界线39转变成第一平坦间隙表面37并终止于第二边界线40中，第二边界线40位于中心平面MP的相对置侧上。由于间隙表面37是平坦的，因此侧刃361变直，但鼻刃35由于凸形间隙表面38而变成弓形。
图12-14中所示的非对称铣削刀片2a可称为左边切削，使得当从前方看铣削刀片时，去屑侧刃361(及鼻刃35的连接部分)位于中心平面MP的左边(参见图12)。沿侧刃361的间隙角标示为α并在示例中等于19°。
与侧刃361侧向相对置的边缘41沿着铣削刀片形成了在切屑表面30和平坦侧局部表面42之间的过渡部分，该局部表面42大约垂直于切屑表面延伸(以优化铣削刀片的强度)。该边缘41没有去屑功能。
在铣削刀片2a和如图15-17中所示的类似的非对称铣削刀片2b之间的唯一差别是，后者是右边切削。因此，在该情况下，当从前方看铣削刀片时，去屑侧刃362和连接间隙表面37位于中心平面MP的右边(参见图15)。
为此，应该指出，铣削刀片2a、2b的侧刃361、362—在所例示的实施例中—相对于中心平面MP一致地偏离。
根据图18-20的对称铣削刀片2c包括两个一致的侧刃363，该两个一致的侧刃363从共同鼻刃35在向后方向上分开，两个一致的侧刃363相对于中心平面MP等角度地偏离(因此，该中心平面可说成形成切削刃之间的平分面)。侧刃363的间隙角β等大，但小于前述间隙角α。因此，在该示例中，β大约等于12°。
铣削刀片2a、2b、2c中的每种类型均包括在其下侧31a中的具有均匀窄度的槽43，槽43从鼻刃35延伸到端表面34并平行于中心平面MP延伸。
现再次参照图6-11，图6-11示出了去屑单元3b(而不是3a)及其刀片夹具18的设计。
各个楔子19(参见图7和8)包括上侧46、下侧47(还参见图11)和向下侧47会聚的两个相对置的楔子表面或接触面48、49。这些楔子表面中的前一个表面48是凸弓形和局部锥形的，而后一个表面49是平坦的。通孔50延伸通过楔子，该通孔50开口在上侧46中以及下侧47中。在图6-11中所示的特有实施例中，孔50包括阴螺纹51(参见图11)。
各个螺钉20(参见图8)包括：在一方面，阳螺纹52，该阳螺纹52与第一前端相邻；和在另一方面，键持部(key grip)，该键持部在螺钉20相对置的后端中。由于将会在以下出现的原因，因此在该情况下，螺钉还包括第二后部的阳螺纹54。
由于夹具18—在优选实施例中—装备有两个铣削刀片，因此夹具18包括两个突出肩部55、56，上述切向支撑部27被包含在两个肩部55、56中。除此之外，还包括也从夹具的上部突出的第三肩部57，但第三肩部57比肩部55、56低。在图7中，箭头A表示在铣刀头部旋转过程中夹具18移动的方向。当铣削刀片经受切削力时，这些切削力由肩部55、56承载，更精确地说是经由切向支撑部27承载。为此，这两个肩部具有坚固构造，使得在切向支撑部27和肩部的后侧之间的肩部厚度是足够的。适当地是，该厚度大约与铣削刀片沿端表面34的宽度等大(或更大)。肩部的轮廓形状连接到铣削刀片的三角形或锥形的基本形状。因此，每个肩部均由向共同顶部59会聚的一对侧表面58定界。另外，它们在向后方向上会聚，以提供在安装的铣削刀片的侧刃后方的区域中的间隙。
在图6-11中详细示出的特有去屑单元3b中，包括对称铣削刀片2c以及图15-17中所示类型的非对称铣削刀片2b。这些铣削刀片中的2c相对于2b在前方延伸(参见图7和8中的箭头A)。
为了抵抗当楔子19应夹紧刀片时产生的力，抵接表面60a和60b分别形成在每个切向支撑部27前方的一定距离处(参见图8)，该抵接表面60a和60b具有与楔子表面48的凸形状对应的凹弓形状。首先提到的抵接表面60a形成在中间肩部56的后侧中，这表明所述肩部能有利地用于不仅将切向支撑部承载在所述肩部前侧上而且将抵接表面60a承载在所述肩部后侧上。以这样的方式，去屑单元能用紧凑设计的方式制造，其中，两个连续铣削刀片之间的距离被最小化，而没有由于该距离导致在前方延伸的用于铣削刀片2c的切向支撑部变弱。用于前面的楔子的抵接表面60b被包含在肩部57中。由于该肩部不经受任何切削力，而仅经受来自楔子的压力，因此该肩部可形成具有比肩部55、56的高度相当小的高度。肩部57由于其受限的高度而不妨碍在铣削刀片2c、2b后方的切削刃。鼻刃35以及作用的侧刃362的主要部分因此位于肩部57的上侧上方。为此—参照图6—应该指出，为了另外不妨碍本发明的侧刃，楔子19比铣削刀片的最宽部分窄。
在图11中看到，旨在用于与螺钉的前面的阳螺纹52配合的阴螺纹62被包含在夹具中的钻孔63中。在图11中还看到，安装的铣削刀片的后端表面34承靠于轴向支撑部(等于局部表面26)。同时，被包含在切向支撑部27中的突脊28以突脊28的侧部接合铣削刀片的下侧31中的槽43的侧部，以侧向引导铣削刀片。换言之，安装的铣削刀片由三点支撑支撑，该三点支撑呈突脊28和两个侧向隔开的局部表面27a、27b的形式(参见图7)。
如前述，螺钉20包括两个螺纹52、54，该两个螺纹52、54中的第一个用于紧固在孔63的阴螺纹62中(参见图11)。然而，另一螺纹54紧固在楔子19的阴螺纹51中。通过以各种方式形成螺纹52、54，例如通过使它们中的一个做成左旋螺纹而另一个做成右旋螺纹，或者，替代地是形成具有不同螺距的螺纹，获得的优点是，螺钉不仅将拉伸力施加到与正在被楔牢的铣削刀片有关的楔子，而且施加与拧开有关的压缩力。以这样的方式，有利于与刀片更换有关的楔子的松开。为此，应该指出，与刀片更换有关的螺钉不必从孔63移除，而仅需要旋转几圈，使得楔子与铣削刀片间隔开，从而使得铣削刀片能够被取走并用另一个更换。
这样的弹出功能还可通过另一方式提供，例如通过布置Seeger环在螺钉上方，当拧开螺钉时，借助于该Seeger环带动楔子。
具体参照图9(还参见图6)，应该指出，夹具的上部21比其底部22宽，更却确地说，通过包括相对于底部22伸出的两个托架部64、65。这些托架部的下侧64a、65a是平坦表面，在刀具的组装状态下，下侧64a、65a压靠于铣刀头部的前侧4。实践中，表面64a、65a与底部22的竖直限制表面66形成直角。这些限制表面66能够引入，与凹处10、12的侧限制表面相对较精密地配合抵靠。
在图10中，示出了由于距离L1比距离L2稍短一点而导致对称铣削刀片2c的鼻刃35比非对称铣削刀片2b的鼻刃突出得稍多一点。实践中，L1和L2之间的差可等于仅十分之几毫米，例如0.4mm。然而，铣削刀片2c的鼻刃35将在工件中比铣削刀片2b的鼻刃在更大的深度处工作，且由此比铣削刀片2b的鼻刃更深地进入到工件中。
参照图4，应该指出，包含在两个(旋转)连续去屑单元3a、3b中的总共四个铣削刀片位于离铣刀头部的中心轴线C不等大的径向距离处。包含在单元3b中的铣削刀片2b离中心轴线最远，而相同单元3b的前方延伸的铣削刀片2c位于离中心轴线C稍短一点的径向距离处。在包含在单元3a中的两个铣削刀片2a和2c中，前者2a比后者2c邻近中心轴线。另外，单元3a的铣削刀片2c比包含在单元3b中的铣削刀片2c邻近中心轴线。
铣削刀片2a、2c、2c和2b之间的上述径向距离差异相对于铣刀头部的直径来说非常小(十分之几毫米)，使得箭头头部不能用于说明该差异。然而，图24中详细放大地示出了位置的差异。
根据本发明的刀具的功能和优点
现参照图21-24，前两个图示意性地示出了在坯体中的斜切齿的滚齿过程中刀具与坯体的配合。在图21中，坯体(例如，待制造的冠齿轮、小齿轮等等)标示为WP。从上方看，坯体在方向R1上旋转。同时，包含在旋转刀具中的铣削刀片在箭头B的方向上运动。
在图23的放大的示意性详细视图中，T1、T1和T3标示待制造的齿轮边沿中的三个连续齿，而G1和G2标示齿之间的齿槽或切口。齿槽的一端标示为EE而相对端标示为EL。各个铣削刀片在端部EE处进入齿槽并在端部EL处离开齿槽。沿各个齿槽的相对置的齿侧或齿侧表面分别标示为F1和F2。
在图21和22中，示出了多个铣削刀片而没有附属铣刀头部。实践中，铣刀头部的前侧向下面向工件WP，以便借助于铣刀头部的向下突出的铣削刀片在工件(工件可具有圆锥形状)的上侧中铣出槽G1、G2。在所有齿槽已铣削出一定进给深度(例如，0.1-0.3mm)的同时，工件WP以及刀具连续旋转。刀具以比工件相当更大的转数旋转，从而各个铣削刀片沿克林根贝格齿制弯曲路径CP(该路径是当它以克林根贝格齿制方式抵靠基圆滚动时，各个点在滚动圆中描绘出来的路径)运动。当转速精确同步时，包括四片铣削刀片即2a、2c、2c和2b的一组刀片会横穿同一相同齿槽G1(参见图21)。当工件转过更远距离时，跟随在后方的一组铣削刀片(参见图22)会铣削出跟随在后方的齿槽G2。如图24中所示，径向最外侧的铣削刀片2b会形成齿槽的齿侧表面F1，更精确地说是借助于其侧刃362。以相似的方式，铣削刀片2a会借助于其侧刃361形成齿槽的相对置的齿侧表面F2。去屑单元3a、3b的介于中间的对称铣削刀片2c使其侧刃363位于铣削刀片2a、2b的相应侧刃361和362内侧，且因此侧刃363对形成齿侧表面F1和F2没有贡献。然而，两个铣削刀片2c、2c的鼻刃35会铣削出位于铣削刀片2a、2b的鼻刃下方的水平高度上的底部。以该方式，获得有利的效果是，间隙形成在非对称铣削刀片的鼻刃和齿槽底部之间，该齿槽底部由对称铣削刀片的鼻刃产生。实践中，这意味着非对称铣削刀片2a、2b的鼻刃35仅部分地参与形成齿槽的底部。为此，非对称铣削刀片变得比较容易切削。
通过图21和图22之间的对比看到，同步旋转运动以这样的方式相对于彼此适应，即：使得当前方的齿槽G1已被加工出来时，包含四个铣削刀片2a、2c、2c、2b的新一组刀片会加工跟随在后方的齿槽G2。
本发明的几个优点之一是：各个铣削刀片能借助于楔子和简单螺钉分别安装和拆卸，螺钉的键持部容易接近。从刀具构造观点看至关重要的另一优点基于如下事实，即：铣削刀片和楔子位于两个切向间隔开的肩部之间。楔子夹紧的这样的定位意味着，铣削刀片能够以可靠的方式固定在如下位置上，即：在该位置上，切向作用的切削力使铣削刀片压靠在后方的切向支撑部上，该切向支撑部以安全的方式承载铣削刀片且由此有效地抵消铣削刀片从其位置移出的任何风险。为此，应该强调，与铣削刀片的简单螺钉夹紧相比，本发明独特的楔子夹紧确保了铣削刀片的稳定和不能移动的固定。特别优点提供了如下实施例，在该实施例中，去屑单元的夹具包括两个伸出的托架部，托架部的下侧压靠于铣刀头部的前侧。在该实施例中，保证夹具的底部不能倾斜出其相对于铣刀头部的参考平面的预定位置。在优选实施例中，其中每个去屑单元包括在同一相同夹具中的两个铣削刀片，获得的优点是，在彼此之后操作的两个铣削刀片之间的公差链在这两个铣削刀片中的仅一个损坏时不会失去，这是因为铣削刀片的相应位置仍然完好无缺的处在夹具的上部中。换言之，两个铣削刀片中的一个的损坏仅需要更换损坏的铣削刀片的简单措施。如果或者同一相同夹具的两个铣削刀片与夹具中的刀座中的任一个同时损坏，那么去屑单元整体上能够快速且方便地用具有两个未损坏的铣削刀片的完好无缺的单元更换。
本发明的可行改型
在如已在上述说明和附图中例示的本发明的范围内，本领域的技术人员可进行很多修改。因此，铣刀头部，即刀具的基体，可制造成单件而不是以能够拆卸地彼此连接的两个部分的方式制造。而且，铣刀头部中的铣削刀片的空间位置可不同于所例示的空间位置。其中，在两个非对称的齿侧成形铣削刀片之间，可行的是，布置仅一个对称铣削刀片，该仅一个对称铣削刀片具有提供齿槽中的加深底部的主要任务。作为在铣削刀片的后侧和切向支撑部之间的交界面中的引导装置，除了恰好单个突脊与单个槽配合外，还可使用其它的阳型/阴型构件。因此，还可使用包括多个突脊和沟槽的锯齿状连接表面类型。

Claims (18)

1.滚齿刀具，包括：在一方面，头部(1)，所述头部(1)具有前侧(4)、后侧(5)和中心轴线(C)，所述头部能够绕所述中心轴线旋转；及在另一方面，多个去屑单元(3)，所述多个去屑单元沿所述头部的所述前侧可拆卸地安装并各自分别包括刀片夹具(18)以及能够更换的铣削刀片(2)，所述刀片夹具(18)具有上部(21)和锚固在所述头部中的底部(22)，所述铣削刀片(2)固定在刀座(25)中，所述刀座(25)位于所述刀片夹具的所述上部(21)中，并且所述刀座(25)借助于轴向支撑部(26)和切向支撑部(27)定界，更确切地是借助于螺钉(20)固定，所述螺钉除了阳螺纹(52)外还包括在所述螺钉的一端处的键持部(53)，其特征在于，各个所述刀片夹具(18)的所述刀座(25)位于两个肩部(56、57)之间，所述两个肩部(56、57)被包含在所述上部(21)中并在从所述铣刀的所述头部的所述前侧的方向上突出，所述两个肩部(56、57)中的第一肩部(56)包括所述切向支撑部(27)，并且，各个所述铣削刀片(2)布置在所述切向支撑部和楔子(19)之间，所述楔子(19)具有通孔(50)，所述通孔(50)在所述楔子的上侧(46)和下侧(47)之间延伸并容纳所述螺钉(20)，更确切地是所述螺钉的阳螺纹(52)被紧固在所述刀片夹具中的螺纹孔(63)中，且所述键持部(53)相对于所述楔子向上面向，且所述楔子包括向所述楔子的所述下侧(47)会聚的两个相对置的接触表面(48、49)，所述接触表面(48、49)中的一个接触表面(49)面对所述铣削刀片(2)，而另一个接触表面(48)面对第二肩部(57)。
2.根据权利要求1所述的滚齿刀具，其特征在于，所述刀片夹具(18)的所述上部(21)包括三个隔开的肩部(55、56、57)和两个刀座(25)，所述两个刀座(25)布置在所述三个隔开的肩部之间并各自分别接纳铣削刀片(2)，所述铣削刀片(2)借助于设有螺钉的楔子(19)保持压靠于附属的所述切向支撑部(27)。
3.根据权利要求1或2所述的滚齿刀具，其特征在于，所述刀片夹具(18)的所述上部(21)通过包括两个托架部(61、62)而比所述刀片夹具(18)的所述底部(22)宽，所述两个托架部相对于所述底部伸出并具有下侧(63、64)，所述下侧(63、64)依靠于所述铣刀的所述头部的所述前侧(4)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的滚齿刀具，其特征在于，所述头部(1)包括可拆卸地彼此连接的两个部分，即：在一方面，中心部分(7)，所述中心部分(7)具有多个切向间隔开并径向突出的延伸臂(9)，所述延伸臂(9)各自分别包括径向向外敞开的凹处(10)，夹具(18)的所述底部(22)位于所述凹处(10)中；和在另一方面，边沿部分(8)，所述边沿部分(8)具有壳体(14)，所述壳体(14)经由间隙(15)切向间隔开，所述中心部分(7)的所述延伸臂位于所述间隙中，并且所述壳体(14)各自分别包括径向向外敞开的凹处(12)，夹具(18)的所述底部(22)位于所述凹处(12)中。
5.根据权利要求4所述的滚齿刀具，其特征在于，在各个所述凹处(10、12)的内壁中开有螺纹孔(11、13)，螺栓(24)被紧固在所述螺纹孔中，所述螺栓(24)延伸通过在所述夹具(18)的所述底部(22)中的径向朝向通孔(23)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的滚齿刀具，其特征在于，所述滚齿刀具包括具有两种不同类型的铣削刀片(2a、2b)的刀片套件，所述两种不同类型的铣削刀片(2a、2b)各自分别包括具有切屑表面的上侧(30)、下侧(31)及间隙表面(37)，所述间隙表面(37)与所述切屑表面一起形成切削刃，所述切削刃包括两个部分刃，即前鼻刃(35)和侧刃(361、362)，所述侧刃从所述鼻刃向后延伸并与通过所述铣削刀片的中心平面(MP)偏离，且所述两种类型的铣削刀片具有非对称形状，使得其中一种类型的铣削刀片(2a)的所述侧刃(361)和所述鼻刃(35)位于所述中心平面的左边，而另一种类型的铣削刀片(2b)的所述侧刃(362)和所述鼻刃(35)位于所述铣削刀片的所述中心平面(MP)的右边。
7.根据权利要求6所述的滚齿刀具，其特征在于，所述刀片套件包括第三种类型的铣削刀片(2c)，所述第三种类型的铣削刀片(2c)具有对称形状，使得所述第三种类型的铣削刀片(2c)包括两个侧刃(363)，所述两个侧刃(363)从鼻刃(35)向后延伸、等角度地偏离所述铣削刀片的所述中心平面，并且具有等大的间隙角(β)，所述对称的铣削刀片(2c)在安装状态下使其所述鼻刃(35)位于比所述非对称的铣削刀片(2a、2b)的所述鼻刃(35)离所述铣刀的所述头部(1)的所述前侧(4)更大的轴向距离处。
8.根据权利要求6或7所述的滚齿刀具，其特征在于，所述第一种类型的铣削刀片(2a)和所述第二种类型的铣削刀片(2b)被包含在两个不同的切向间隔开但相邻的去屑单元(3a、3b)中。
9.根据权利要求8所述的滚齿刀具，其特征在于，各个所述去屑单元(3a、3b)包括具有非对称形状的铣削刀片(2a/2b)以及具有对称形状的铣削刀片(2c)。
10.根据权利要求9所述的滚齿刀具，其特征在于，在一半数目的去屑单元(3a、3b)中，相对于所述铣刀的所述头部(1)的旋转方向(R)，所述非对称的铣削刀片(2a)在前方延伸，且所述对称的铣削刀片跟随在后方，而其它去屑单元则使其所述对称的铣削刀片(2c)位于所述非对称的铣削刀片(2b)的前方。
11.根据权利要求7-10中的任一项所述的滚齿刀具，其特征在于，包括四个连续的铣削刀片(2a、2c、2c、2b)的每组中的至少所述非对称的铣削刀片(2a、2b)位于与所述对称的铣削刀片(2c)相比离所述铣刀的所述头部的所述中心轴线(C)不同的径向距离处。
12.用于滚齿刀具的刀片夹具，包括上部(21)和底部(22)，所述上部(21)包括刀座(25)，所述刀座(25)用于接纳铣削刀片并由轴向支撑部(26)和切向支撑部(27)定界，其特征在于，所述刀座(25)位于被包含在所述上部(21)中的两个肩部(56、57)之间，所述两个肩部中的第一肩部(56)包括所述切向支撑部(27)，并且，在所述刀片夹具中包括楔子(19)，所述楔子(19)具有通孔(50)，所述通孔(50)在所述楔子的上侧(46)和下侧(47)之间延伸并容纳螺钉(20)，所述螺钉(20)具有阳螺纹(52)和键持部(53)，所述阳螺纹(52)能够被紧固在所述夹具(18)中的螺纹孔(62)中，所述键持部(53)从所述楔子的所述上侧向上指向，且所述楔子包括向所述楔子的所述下侧(47)会聚的两个相对置的接触表面(48、49)，且所述接触表面中的一个接触表面(49)面向所述切向支撑表面，而另一个接触表面(48)面向第二肩部(57)。
13.根据权利要求12所述的刀片夹具，其特征在于，所述上部(21)包括三个隔开的肩部(55、56、57)和两个刀座(25)，所述两个刀座(25)各自分别具有容纳铣削刀片(2)和楔子(19)的作用，所述楔子(19)设有螺钉。
14.根据权利要求12或13所述的刀片夹具，其特征在于，所述上部(21)通过包括相对于所述底部伸出的两个托架部(61、62)而比其所述底部(22)宽。
15.根据权利要求14所述的刀片夹具，其特征在于，所述底部(22)具有通孔(23)。
16.用于滚齿刀具的去屑单元，包括根据权利要求12-15中的任一项所述的夹具(18)以及能够拆卸的铣削刀片(2)，其特征在于，所述铣削刀片(2)被夹紧在所述刀片夹具的所述切向支撑部(27)和楔子(19)之间。
17.用于根据权利要求1-11中的任一项所述的滚齿刀具的刀片套件，包括多个铣削刀片(2a、2b)，所述多个铣削刀片(2a、2b)各自分别包括中心平面(MP)和具有切屑表面的上侧(30)、下侧(31)和间隙表面(37)，所述间隙表面与所述切屑表面一起形成切削刃，所述切削刃包括两个部分刃，即前鼻刃(35)和侧刃(361、362)，所述侧刃从所述鼻刃向后延伸并偏离所述中心平面(MP)，其特征在于，所述刀片套件包括具有对称非形状的两种类型的铣削刀片(2a、2b)，在一方面使得与各个所述铣削刀片的所述侧刃(361、362)相邻的间隙局部表面(37)具有比相对置的侧表面(42)大的间隙角(α)，并且在另一方面使得第一种类型的铣削刀片(2a)的所述侧刃(361)位于所述中心平面(MP)的左边，而第二种类型的铣削刀片(2b)的所述侧刃(362)位于所述中心平面的右边。
18.根据权利要求17所述的刀片套件，其特征在于，第三种类型的铣削刀片(2c)具有对称形状，在一方面使得两个侧刃(363)等角度地偏离所述中心平面(MP)，并且在另一方面使得间隙表面(37)沿所述两个侧刃具有同一相同的间隙角(β)。
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