CN105916621B - 刮削加工用刀具 - Google Patents
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Abstract
在以沿周向具有多个刃部(11)的方式沿周向相邻的刃部(11)之间分别形成齿槽(15)且齿槽(15)以沿轴向扭转的方式呈螺旋线状的圆筒型的刮削加工用刀具(10)中，以将刃部(11)在齿槽(15)的长度方向上分割成多个的方式在刃部(11)分别形成切刃槽(16)。
Description
技术领域
本发明涉及通过刮削加工机对齿轮进行展成加工的刮削加工用刀具。
背景技术
例如，在对内齿齿轮进行展成加工的情况下，难以使用一般性的滚齿机，因此通常使用插齿机。使用了该插齿机的内齿齿轮的展成加工通常使用剃齿加工：一边使工件与插齿刀具相对旋转，一边使插齿刀具在工件的轴向上直线移动，在环状的工件的内周面的周向的一部分上遍及工件的轴向地进行切齿加工，并将该切齿加工在工件的内周面的周向的全部进行来削出齿形。
需要说明的是，通过使用内齿切齿用的特殊滚齿机及专用滚刀，即便是滚齿机也能够进行内齿加工。滚齿机以使工具心轴与工件的轴向大致正交的方式配向，因此在对小径的内齿齿轮进行展成加工时，工具轴与工件发生干涉，能够加工的工件的尺寸产生限制，因此被限定为比较大型的内齿加工。相对于此，刮削加工的工具轴与工件轴的交叉角度为30°左右以下，工具轴与工件处于难以干涉的位置关系，因此无论工件的直径尺寸的大小如何，都能够对内齿齿轮进行加工。
然而，在上述那样的剃齿加工中，为了对工件的周向全部实施加工，而对应于周向的长度使插齿刀具在工件的轴向上多次往复移动(加工行程和返回行程)，因此必须进行与切齿加工直接不相关的动作(返回行程)，会导致加工效率的下降。因此，近年来，在一边使工件与插齿刀具等相对旋转一边使插齿刀具等在工件的轴向上去程移动(加工行程)期间，在周向的全部削出环状的工件的内周面的遍及轴向的齿形而没有回程移动(返回行程)的刮削加工引起注目。
专利文献1：日本特开2014-039971号公报
发明内容
发明要解决的课题
在前述那样的刮削加工中，刀具在工件的周向的全部连续地进行切削，因此与断续地进行切削的剃齿加工的情况相比，作用于刀具的切刃的负载大，刀具的切刃的寿命变短。
由于这样的情况，本发明目的在于提供一种能够延长切刃的寿命的刮削加工用刀具。
用于解决课题的方案
用于解决前述的课题的本发明的刮削加工用刀具是以沿周向具有多个刃部的方式在沿周向相邻的刃部之间分别形成齿槽且该齿槽以沿轴向扭转的方式呈螺旋线状的圆筒型的刮削加工用刀具，其特征在于，以将所述刃部在所述齿槽的长度方向上分割成多个的方式在该刃部分别形成切刃槽。
而且，本发明的刮削加工用刀具以上述的刮削加工用刀具为基础，其特征在于，以使轴向中央部分的外径尺寸比轴向两端侧的外径尺寸大的方式外周呈桶形。
而且，本发明的刮削加工用刀具以上述的刮削加工用刀具为基础，其特征在于，以使所述刃部的成为切刃侧的轴向一端侧的外径尺寸比轴向另一端侧的外径尺寸小的方式外周呈锥形。
而且，本发明的刮削加工用刀具以上述的刮削加工用刀具为基础，其特征在于，所述刃部的前角θ1为0°以上且20°以下。
而且，本发明的刮削加工用刀具以上述的刮削加工用刀具为基础，其特征在于，所述刃部的外周后角θ2超过0°且为12°以下。
而且，本发明的刮削加工用刀具以上述的刮削加工用刀具为基础，其特征在于，所述刃部的侧面后角θ3超过0°且为5°以下。
而且，本发明的刮削加工用刀具以上述的刮削加工用刀具为基础，其特征在于，所述刃部的前面与齿向L1所成的角度θ4为85°以上且95°以下。
发明效果
根据本发明的刮削加工用刀具，由于刃部在齿槽的长度方向上被分割成多个，因此能够使作用于切刃的负载向各刃部分散，能够延长切刃的寿命。
附图说明
图1是利用本发明的刮削加工用刀具的刮削加工机的主要的实施方式的概略构造图。
图2A是图1的刮削加工用刀具的提取放大图。
图2B是图2A的刮削加工用刀具的侧视图。
图3A是强调了图2B的刮削加工用刀具的特征的剖视图。
图3B是图1的刮削加工用刀具的刃部的提取放大侧视图。
图3C是图1的刮削加工用刀具的刃部的提取放大立体图。
图4A是图1的刮削加工用刀具进行的刮削加工的说明图。
图4B是从下方观察图4A的图。
图5A是表示本发明的刮削加工用刀具的另一实施方式的概略构造的侧视图。
图5B是图5A的刮削加工用刀具的立体图。
图6A是图5B的刮削加工用刀具的刃部的提取放大图。
图6B是图5A、5B的刮削加工用刀具的作用说明图。
具体实施方式
基于附图说明本发明的刮削加工用刀具的实施方式，但是本发明没有仅限定为基于附图而说明的实施方式。
<主要的实施方式>
基于图1～4，说明利用本发明的刮削加工用刀具的刮削加工机的主要的实施方式。
如图1所示，在床身111上，支柱112被支承为能够沿水平的X轴方向移动。鞍座113以能够沿铅垂的Z轴方向升降的方式支承于支柱112。回旋头114以能够绕水平的工具回旋轴A回旋的方式支承于鞍座113。滑动头115以能够沿水平的Y轴方向移动的方式支承于回旋头114。在滑动头115设有工具头116。
在工具头116以能够绕工具旋转轴B旋转的方式支承有工具心轴117。在工具心轴117的下端以能够拆装的方式装配有呈圆筒型的刮削加工用刀具10，该刮削加工用刀具10通过所述头114～116的工作，能够分别进行绕工具回旋轴A的回旋、Y轴方向上的移动、绕工具旋转轴B的旋转。
另一方面，在所述床身111上的所述支柱112的正面位置以能够绕铅垂的工件旋转轴C旋转的方式设有旋转台118。在旋转台118的上表面安装有圆筒状的安装夹具119。在安装夹具119的上端内周面以能够拆装的方式安装有作为被加工内齿轮的工件1，该工件1通过旋转台118的工作而能够绕工件旋转轴C旋转。
图2A、2B示出刮削加工用刀具10的概略构造。在图2A、2B中，11是刃部，12是切刃，13是前面，14是后面。
所述刃部11沿周向形成多个以在沿周向相邻的刃部11之间具有多个齿槽15，并且该齿槽15沿轴向扭转地呈螺旋线状。并且，所述刃部11以在所述齿槽15的长度方向上被分割成多个的方式分别形成切刃槽16，由此沿轴向设置多个，并且在轴向一侧(在图2B中为左下侧，在图3B中为右侧，在图3C中为纸面近前侧)分别形成所述切刃12及所述前面13。
此外，如图3A所示，所述刮削加工用刀具10以轴向中央部分的外径尺寸比轴向两端侧的外径尺寸大的方式外周面形成沿轴向为圆弧状的桶形。需要说明的是，在图3A中，为了便于理解而突出地记载该桶形状。
而且，如图3B所示，所述刃部11的前角(所述前面13与垂直于切削方向(刀具旋转的切线方向)的面所成的角度)θ1优选为0°以上且20°以下(特别优选为0°)。原因是，若前角θ1小于0°，则可能切削负载变大，产生加工面的面性状恶化，并且磨损量变大，另一方面，若超过20°，则可能刃尖强度下降，引起卷刃等。
而且，所述刃部11的外周后角(所述外周后面14与所述切刃12的前端的切削方向(刀具旋转的切线方向)所成的角度)θ2优选为超过0°且12°以下(特别优选为5°以上且12°以下)。原因是，若外周后角θ2为0°以下，则可能在刀具的外周面会摩擦内齿轮的齿底部，内齿轮的齿底部的面性状恶化，并且刀具的外周的后面的磨损量变大，若为5°以上，则能够可靠地避免切削时与刃部的弹性变形相伴的回弹引起的刀具的外周面的摩擦，另一方面，若超过12°，则增大刀具的有效齿宽而难以制作，刀具的长寿命化变得困难。
此外，如图3C所示，所述刃部11的侧面后角(刀具的节圆上的侧面的所述后面14与切削方向(刀具旋转的切线方向)所成的角度)θ3优选为超过0°且5°以下(特别优选为2°以上且5°以下)。原因是，若侧面后角θ3为0°以下，则可能切削负载变大，加工面的面性状恶化，并且磨损量变大，另一方面，若超过20°，则可能刃尖强度下降，引起卷刃等。
而且，所述刃部11的所述前面13与齿向L1所成的角度(所述切刃槽16与所述齿槽15所成的角度)θ4优选为85°以上且95°以下(90°±5°以内)。原因是，若所述角度θ4相对于90°为倾斜±5°以内的大小，则能够使切削加工中产生的切屑的流动方向变化，能够较大地抑制切屑的啮入的发生，若相对于90°为超过±5°地倾斜的大小，则在图3C中，左右的切刃12的锋利度之差变大，利用钝角侧的切刃12进行切削的加工面的面性状可能会恶化。
在将这样的本实施方式的刮削加工用刀具10装配于工具心轴117的刮削加工机100中，将工件1装配于安装夹具119，对支柱112、鞍座113、回旋头114、滑动头115进行驱动，使刮削加工用刀具10沿X轴、Y轴、Z轴方向移动，并且使刮削加工用刀具10以成为与工件1的扭转角对应的轴角Σ的方式绕工具回旋轴A回旋，配置在工件1的内侧。
并且，对支柱112进行驱动，使刮削加工用刀具10沿X轴方向(图1的左侧方向)移动，对工具头116进行驱动，使刮削加工用刀具10绕工具旋转轴B旋转，并且对旋转台118进行驱动，使工件1绕工件旋转轴C旋转。
进而，对支柱112及鞍座113进行驱动，向刮削加工用刀具10赋予了与目标的切入量对应的X轴方向的移动量之后使该刮削加工用刀具10沿Z轴方向移动时，刮削加工用刀具10将工件1的内周面在周向及轴向上削出齿形，在工件1的整个内周面上刮削加工齿形(参照图4A、4B)。
此时，所述刮削加工用刀具10的所述刃部11以在所述齿槽15的长度方向上分割成多个的方式分别形成所述切刃槽16，由此沿轴向形成多个，即，沿轴向具有多个切刃12，因此能够分散并减小作用于每一个切刃12的负载。
因此，根据本实施方式的刮削加工用刀具10，即使在工件1的周向的全部连续地进行切削，与以往的插齿刀具相比也能够延长切刃12的寿命。
而且，以轴向中央部分的外径尺寸比轴向两端侧的外径尺寸大的方式外周面形成沿轴向为圆弧状的桶形，因此能够增大对工件1的轴交叉角，因此能够增大该刀具10相对于工件1的滑动速度，能够提高加工能力。
而且，由于刃部12具有外周后角θ2，即，在刃部12形成背衬(外周避让处)，因此在加工中能够防止与工件1的干涉。
<其他实施方式>
需要说明的是，作为其他实施方式，如果应用例如图5A、5B所示以使刃部21的成为切刃22侧的轴向一端侧(图5A中为下侧，图5B中为右下侧)的外径尺寸比轴向另一端侧(图5A中为上侧，图5B中为左上侧)的外径尺寸小的方式，即，以越靠切削方向前端侧，与基端侧相比外径尺寸越减小的方式使所述桶形的外周进一步形成为锥形的刮削加工用刀具20的话，那么如图6A所示，能够使刃部21的齿高及齿厚越靠切削方向基端侧比前端侧越增大，因此如图6B所示，能够使工件1的切出量进一步分散于各刃部21，能够使作用于每一个切刃22的负载进一步分散而进一步减小，因此非常优选。
产业上的可利用性
本发明的刮削加工用刀具能够使作用于切刃的负载向各刃部分散，能够延长切刃的寿命，因此在齿轮加工等切削加工业中能够极其有益地利用。
附图标记说明
1 工件
10、20 刮削加工用刀具
11、21 刃部
12、22 切刃
13、23 前面
14、24 后面
15 齿槽
16 切刃槽
100 刮削加工机
111 床身
112 支柱
113 鞍座
114 回旋头
115 滑动头
116 工具头
117 工具心轴
118 旋转台
119 安装夹具
Claims (5)
1.一种刮削加工用刀具，是以沿周向具有多个刃部的方式在沿周向相邻的刃部之间分别形成齿槽且该齿槽以沿轴向扭转的方式呈螺旋线状的圆筒型的刮削加工用刀具，其特征在于，
通过以将所述刃部在所述齿槽的长度方向上分割成多个的方式在该刃部分别形成切刃槽，该刃部沿轴向设有多个并且在该刃部的轴向一侧分别形成切刃及前面，
进而，以使轴向中央部分的外径尺寸比轴向两端侧的外径尺寸大的方式外周呈桶形。
2.根据权利要求1所述的刮削加工用刀具，其特征在于，
以使所述刃部的成为切刃侧的轴向一端侧的外径尺寸比轴向另一端侧的外径尺寸小的方式外周呈锥形。
3.根据权利要求1或2所述的刮削加工用刀具，其特征在于，
所述刃部的外周后角θ2为5°以上且12°以下。
4.根据权利要求1或2所述的刮削加工用刀具，其特征在于，
所述刃部的侧面后角θ3为2°以上且5°以下。
5.根据权利要求1或2所述的刮削加工用刀具，其特征在于，
所述刃部的所述前面与齿向L1所成的角度θ4为85°以上且95°以下。
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