CN111774669B - 一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，包括圆柱形刀体，所述圆柱形刀体的一端为刀柄，另一端焊接一刀头，所述刀头的根部为圆柱形，切削部为多面椎体，所述切削部包括切削刃、排屑槽、前刀面、后刀面、副后刀面，所述切削部的锥尖位于圆柱形根部的轴心线上，以所述切削部的锥尖为对称中心，设有两个互为中心对称的切削刃，该两个切削刃在切削部的锥尖形成一夹角，所述切削刃的顺时针方向的断面为前刀面，所述前刀面与刀具的安装基面之间存在一前角，所述切削刃的逆时针方向依次为后刀面、副后刀面，所述后刀面与切削刃的切削平面之间存在一后角，所述副后刀面与前刀面之间存在一副后角，该副后刀面与前刀面之间设有排屑槽。

Description

一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具

技术领域

本发明涉及渐开线圆柱齿轮加工领域，具体涉及一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具

背景技术

现今，渐开线圆柱齿轮加工领域有关渐开线圆柱齿轮的棱边倒角加工主要采用铣棱工艺，铣棱采用仿形加工方法，对刀条在0.4-0.6MPa气压作用下与齿面线接触，刀具和对刀条同步运动，同时刀具主轴旋转，切削齿轮的轮廓，达到倒角的效果。现有的铣棱刀具主要采用可转位式菱形刀片通过螺钉连接一根刀杆的结构设计，该种刀具结构在实际使用过程中会出现以下问题：第一，刀片与刀杆由于采用螺钉连接，刀片与刀杆上的限位面就偏小，导致在切削加工过程中，刀片受到切削力的作用，会发生松动的风险，尤其是在切除余量增大时，刀片受到的切削力也加大，刀片发生松动的风险随之升高，由于刀片松动，加工时刀片的加工角度会产生偏移，导致加工后的产品倒角尺寸不一致，倒角面产生台阶现象；第二，由于加工齿轮的棱边且不允许倒角与齿面发生干涉，受空间限制，刀片与刀杆的连接螺钉就较小，有效连接螺纹仅有4牙，螺纹连接强度不够，在加工过程中受切削力影响经常发生螺钉折断的现象，且折断的螺钉部分嵌入到刀杆过孔内，取出困难，导致整个刀杆报废，刀具的使用寿命短。

发明内容

本发明的目的是提供一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其可实现渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工，消除刀片松动风险，解决了因为刀片松动而产生的刀具加工角度偏移，加工后的齿轮倒角尺寸不一致，倒角面产生台阶现象的问题，同时解决了刀具的使用寿命过短的问题。

本发明的技术方案是：一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，包括圆柱形刀体，所述圆柱形刀体的一端为刀柄，另一端焊接一刀头，所述刀头的根部为圆柱形，切削部为多面锥体，所述切削部包括切削刃、排屑槽、前刀面、后刀面、副后刀面，所述切削部的锥尖位于圆柱形根部的轴心线上，以所述切削部的锥尖为对称中心，设有两个互为中心对称的切削刃，该两个切削刃在切削部的锥尖形成一夹角，所述切削刃的顺时针方向的断面为前刀面，所述前刀面与刀具的安装基面之间存在一前角，所述切削刃的逆时针方向依次为后刀面、副后刀面，所述后刀面与切削刃的切削平面之间存在一后角，所述副后刀面与前刀面之间存在一副后角，该副后刀面与前刀面之间设有排屑槽。

所述刀柄采用普通碳素工具钢材料T10，所述刀头采用硬质合金材料YT5。

所述两个切削刃形成的夹角为60度。

所述前刀面与刀具的安装基面之间存在的前角为-6度。

所述后刀面与切削平面之间存在的后角为16度。

所述副后刀面与前刀面之间存在的副后角为22度。

所述前刀面与后刀面的夹角为70度，所述后刀面与副后刀面的夹角为120度。

所述刀柄端设有用于轴向固定的切平面，所述刀柄的端部棱边设有倒角。

所述排屑槽设置为顺时针转向。

采用上述技术方案：一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，包括圆柱形刀体，所述圆柱形刀体的一端为刀柄，另一端焊接一刀头，所述刀头的根部为圆柱形，切削部为多面锥体，所述切削部包括切削刃、排屑槽、前刀面、后刀面、副后刀面，所述切削部的锥尖位于圆柱形根部的轴心线上，以所述切削部的锥尖为对称中心，设有两个互为中心对称的切削刃，该两个切削刃在切削部的锥尖形成一夹角，所述切削刃的顺时针方向的断面为前刀面，所述前刀面与刀具的安装基面之间存在一前角，所述切削刃的逆时针方向依次为后刀面、副后刀面，所述后刀面与切削刃的切削平面之间存在一后角，所述副后刀面与前刀面之间存在一副后角，该副后刀面与前刀面之间设有排屑槽。使用时，将所述刀具的刀柄插入数控铣棱机床的刀具安装孔中，再将需要倒角的渐开线圆柱齿轮安装在机床的工作台上，之后调整刀具的安装角度，使刀具的中心轴线与需要加工齿轮的中心轴线在同一平面上形成一个安装夹角，该安装夹角大小主要由被加工齿轮的螺旋角和刀具的两切削刃夹角共同决定，可根据想要的倒角面的角度和大小尺寸调整刀具的安装角和切入深度，安装夹角确定后固定刀具，之后将刀具的切削刃对好加工齿轮的倒角面，使刀具的切削刃与被加工齿轮的倒角面相切，并形成一削切面，调整刀具的进给深度，满足刀具在自由旋转过程中刀具其余部位不会与被加工齿轮其余部位不发生干涉现象，由此便完成齿轮倒角前的准备工作，加工过程中，本刀具绕刀具的轴心线做顺时针旋转运动，同时被加工齿轮绕机床工作台轴线做反向旋转运动，刀具的切削部向齿轮施加削切作用力逐步将被加工齿轮棱边倒角余量切除。

所述前刀面与刀具的安装基面之间存在的前角为-6度，采用负前角设计，能提升切削刃的强度，增加刀具的使用寿命。

所述后刀面与切削平面之间存在的后角为16度，在避免干涉情况下，采用较小后角设计，能提升切削刃的坚固性，并增加散热性，提升刀具使用寿命。

所述副后刀面与前刀面之间存在的副后角为22度，能避免切削加工过程中刀具与被加工零件发生干涉。

所述排屑槽设置为顺时针转向，顺时针转向的设计有利于导向切除后的铁屑顺畅排出。

本渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具的结构稳定，其实现了刀具对渐开线圆柱齿轮棱边倒角的加工，通过刀头与刀柄的焊接设计，解决了在齿轮倒角加工时因为刀头发生松而产生的刀具加工角度偏移，加工后的齿轮倒角尺寸不一致，齿轮倒角面产生台阶问题，通过各刀面间的夹角与刀具安装时负前角、后角、副后角设计，提升了刀头的强度，解决了刀头因受力过大而存在折断风险的问题，增加了刀具的使用寿命。

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的仰视图；

图4为图2的A-A向切削部工作时的剖面图；

图5为本发明在使用时的示意图。

附图中：100为齿轮，110为齿轮的螺旋角，120为齿轮的倒角面，200为刀体，210为刀头，211为切削刃，212为排屑槽，213为前刀面，214为后刀面，215为副后刀面，216为刀头切削部锥尖，220为刀柄，221为切平面，222为刀柄倒角，300为刀具安装基面，310为刀具的切削平面，α为两切削刃夹角，β为前角，γ为后角，δ为负后角，ε为刀具安装夹角，ζ为被加工齿轮的螺旋角。

具体实施方式

参见图1至图5，一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，包括圆柱形刀体200，所述圆柱形刀体200的一端为刀柄220，所述刀柄220采用普通碳素工具钢材料T10，所述刀柄220端设有用于轴向固定的切平面221，便于刀具安装时固定，所述刀柄220的端部棱边设有装夹时导向的倒角222，所述刀体200另一端焊接一刀头210，采用焊接一体的设计能避免刀头210在加工时受力松动，所述刀头210采用硬质合金YT5能保证加工时刀头强度，所述刀头210的根部为圆柱形，切削部为多面锥体，所述切削部包括切削刃211、排屑槽212、前刀面213、后刀面214、副后刀面215，所述切削部的锥尖216位于圆柱形根部的轴心线上，以所述切削部的锥尖216为对称中心，设有两个互为中心对称的切削刃211，所述两个切削刃211间形成一个60度的夹角α，夹角的设计保证刀具的削切加工，所述切削刃211的顺时针方向的断面为前刀面213，所述前刀面213与刀具的安装基面300之间存在一角度为-6度的前角β，采用负前角设计，是为了提升切削刃的强度，增加刀具的使用寿命。所述切削刃211的逆时针方向依次为后刀面214、副后刀面215，所述前刀面213与后刀面214的夹角为70度，所述后刀面214与副后刀面215的夹角为120度，所述后刀面214和副后刀面215为可刃磨面，便于刀具复磨，能够多次利用，所述后刀面214与切削刃211的切削平面310之间存在一角度为16度的后角γ，在避免干涉情况下，采用较小后角设计，是为了提升切削刃211的坚固性，并增加散热性，提升刀具使用寿命。所述副后刀面215与前刀面213之间存在一角度为22度副后角δ，主要为了避免切削加工过程中刀具与被加工零件发生干涉，该副后刀面215与前刀面213之间设有排屑槽212，所述排屑槽212的排屑面为内凹弧面，所述排屑槽212设置为顺时针转向的螺旋状凹槽，顺时针转向的设计有利于导向切除后的铁屑顺畅排出。

使用时，将所述刀具的刀柄220插入数控铣棱机床的刀具安装孔中，再将需要倒角的渐开线圆柱齿轮100安装在机床的工作台上，之后调整刀具的安装角度，使刀具的中心轴线与需要加工齿轮100的中心轴线在同一平面上形成一个安装夹角ε，该安装夹角ε大小主要有被加工齿轮100的螺旋角ζ和刀具的两切削刃夹角α共同决定，可根据想要的倒角面的角度和大小尺寸调整刀具的安装夹角ε和切入深度，安装夹角ε确定后固定刀具，之后将刀具的切削刃211对好加工齿轮的倒角面120，使刀具的切削刃211与被加工齿轮100的倒角面120相切，并形成一削切面，调整刀具的进给深度，满足刀具在自由旋转过程中刀具其余部位不会与被加工齿轮100其余部位不发生干涉现象，由此便完成齿轮倒角前的准备工作，加工过程中，本刀具绕刀具的轴心线做顺时针旋转运动，同时被加工齿轮绕机床工作台轴线做反向旋转运动，刀具的切削部向齿轮100施加削切作用力逐步将被加工齿轮棱边倒角余量切除。

本渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具的结构稳定，其实现了刀具对渐开线圆柱齿轮棱边倒角的加工，通过刀头与刀柄的焊接设计，解决了在齿轮倒角加工时因为刀头发生松而产生的刀具加工角度偏移，加工后的齿轮倒角尺寸不一致，齿轮倒角面产生台阶问题，通过各刀面间的夹角与刀具安装时负前角、后角、副后角设计，提升了刀头的强度，解决了刀头因受力过大而存在折断风险的问题，增加了刀具的使用寿命。

Claims (9)

1.一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，包括圆柱形刀体（200），其特征在于：所述圆柱形刀体（200）的一端为刀柄（220），另一端焊接一刀头（210），所述刀头（210）的根部为圆柱形，切削部为多面锥体，所述切削部包括切削刃（211）、排屑槽（212）、前刀面（213）、后刀面（214）、副后刀面（215），所述切削部的锥尖（216）位于圆柱形根部的轴心线上，以所述切削部的锥尖（216）为对称中心，设有两个互为中心对称的切削刃（211），该两个切削刃（211）在切削部的锥尖（216）形成一夹角（α），所述切削刃（211）的顺时针方向的断面为前刀面（213），所述前刀面（213）与刀具的安装基面（300）之间存在一前角（β），所述切削刃（211）的逆时针方向依次为后刀面（214）、副后刀面（215），所述后刀面（214）与切削刃（211）的切削平面（310）之间存在一后角（γ），所述副后刀面（215）与前刀面（213）之间存在一副后角（δ），该副后刀面（215）与前刀面（213）之间设有排屑槽（212）。

2.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述刀柄（220）采用普通碳素工具钢材料T10，所述刀头（210）采用硬质合金材料YT5。

3.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述两个切削刃（211）形成的夹角（α）为60度。

4.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述前刀面（213）与刀具的安装基面（300）之间存在的前角（β）为-6度。

5.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述后刀面（214）与切削刃（211）的切削平面（310）之间存在的后角（γ）为16度。

6.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述副后刀面（215）与前刀面（213）存在的副后角（δ）为22度。

7.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述前刀面（213）与后刀面（214）的夹角为70度，所述后刀面（214）与副后刀面（215）的夹角为120度。

8.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述刀柄（220）端设有用于轴向固定的切平面（221），所述刀柄（220）的端部棱边设有倒角（222）。

9.根据权利要求1所述一种渐开线圆柱齿轮棱边倒角加工刀具，其特征在于：所述排屑槽（212）设置为顺时针转向。

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