CN111922447B - 一种齿轮精加工刮削滚刀 - Google Patents

一种齿轮精加工刮削滚刀 Download PDF

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Abstract

一种齿轮精加工刮削滚刀,涉及齿轮切削加工领域。滚刀基体的螺旋形凹槽内设有刀夹,刀夹与螺旋形凹槽通过键连接,刀夹与滚刀基体通过螺栓连接,刀夹上设有多个顶部刀片安装槽及多个上、下侧刀片安装槽,上侧刀片安装槽设置在刀夹的两个相对端面上且依次交替设置,每两个交替设置的上侧刀片安装槽之间设有顶部刀片安装槽,多个下侧刀片安装槽设在刀夹的两个相对端面上且依次交替设置,位于刀夹一侧端面的多个下侧刀片安装槽与位于另一侧端面的多个上侧刀片安装槽一一位于同一条径向线上,顶部刀片安装槽内可拆卸固装有顶刃刀片,上侧刀片安装槽内可拆卸固装有上侧刃刀片,下侧刀片安装槽及插槽内可拆卸固装有下侧刃刀片。本发明用于齿轮精加工。

Description

一种齿轮精加工刮削滚刀
技术领域
本发明涉及齿轮切削加工领域,具体涉及一种齿轮精加工刮削滚刀。
背景技术
刮削工艺在齿轮加工工艺中的使用极为广泛,普通精度(7级及其以下精度)硬齿面齿轮,一般采用滚→热处理→刮削工艺,粗、精加工在同一台滚齿机上即可完成;对于高精度齿轮,则采用滚→热处理→刮削→磨工艺,用刮削作为半精加工工序替代粗磨,切除齿轮的热处理变形,留下小而均匀的余量进行精磨,效率可提高4~5倍,对于大模数(一般模数在10以上)淬硬齿轮经济效益十分显著。大模数、大直径、大宽度的淬硬齿轮,若无相应的大型磨齿机,一般只能采用刮削加工。
精加工刮削滚刀是专门应用于刮削的齿轮切削刀具。因刮削工艺是对粗加工、热处理后的硬齿面进行刮削,切削材料硬度大,同时由于粗加工余量不同,导致滚刀切削刃各处切削厚度不同,进而导致刀齿三面刃的磨损状况不同,顶刃或侧刃发生局部过度磨损,影响加工精度和加工效率,严重缩短刀具使用寿命。目前常见的刮削滚刀多采用可转位刀片设计,切削刃发生磨损后可以对刀片进行单独更换,但是安装精度严重影响了齿轮加工质量。
发明内容
本发明的目的在于为了克服上述精加工刮削滚刀存在的技术问题,提供一种齿轮精加工刮削滚刀。
本发明的齿轮精加工刮削滚刀允许使用在更高质量的齿轮精加工中,且刮削滚刀具有更好的刀具耐用度、刀具使用寿命以及经济性,主要应用于大模数齿轮(一般模数在10以上)的热处理后的精加工刮削中。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种齿轮精加工刮削滚刀,包括滚刀基体、至少一个刀夹及多个可转位切削刀片,所述多个可转位切削刀片包括多个下侧刃刀片、多个上侧刃刀片及多个顶刃刀片;
所述滚刀基体外圆面上设有至少一个螺旋形凹槽,所述至少一个螺旋形凹槽内设置有至少一个刀夹,所述刀夹与螺旋形凹槽通过至少一个键连接,刀夹与滚刀基体沿轴向通过至少一个螺栓可拆卸固定连接,滚刀基体上与螺旋形凹槽相邻的实体部分为螺旋形齿,刀夹上设有多个顶部刀片安装槽、多个下侧刀片安装槽和多个上侧刀片安装槽,所述多个顶部刀片安装槽设置在刀夹的外弧面上,所述多个上侧刀片安装槽设置在刀夹的两个相对端面上且通至刀夹的外弧面,设置在刀夹两个相对端面上的多个上侧刀片安装槽依次交替设置,且每两个交替设置的上侧刀片安装槽之间设置有一个所述顶部刀片安装槽,所述多个下侧刀片安装槽设置在刀夹的两个相对端面上且靠近刀夹的内弧面设置,设置在刀夹两个相对端面上的多个下侧刀片安装槽依次交替设置,且位于刀夹一侧端面上的多个下侧刀片安装槽与位于另一侧端面上的多个上侧刀片安装槽数量相同并且一一位于同一条径向线上,滚刀基体的螺旋形齿上与多个下侧刀片安装槽相对应处均设有插槽,每个顶部刀片安装槽内可拆卸固定装有顶刃刀片,每个上侧刀片安装槽内可拆卸固定装有上侧刃刀片,每个下侧刀片安装槽及相对应的插槽内可拆卸固定装有下侧刃刀片,顶刃刀片、下侧刃刀片及上侧刃刀片组合的切削轨迹构成完整的齿形,上侧刃刀片与上侧刀片安装槽之间、顶刃刀片与顶部刀片安装槽之间以及下侧刃刀片与下侧刀片安装槽之间形成的空间为容屑槽。
本发明相对于现有技术的有益效果是:
1、在本发明中,采用模块化设计,一把滚刀包括滚刀基体、至少一个刀夹及多个可转位切削刀片,滚刀基体与至少一个刀夹通过螺栓可拆卸固定连接,多个可转位切削刀与对应的刀片安装槽通过螺钉可拆卸固定连接,实现滚刀各部分可单独替换,避免滚刀的局部损坏而影响刀具整体寿命。刀夹上设有键槽与滚刀基体的螺旋形凹槽内的键相配合,在大大提高刀夹的安装定位精度的同时,键起到传递扭矩的作用,提高了刀具的整体强度。刀片安装在下沉的安装槽里有两个接触面,也可以提高安装定位精度。刀片损坏部分可单独拆卸替换,不用整体反复拆卸提高精度,简化的安装过程可以降低人为误差提高安装精度。
2、滚刀基体上轴向贯通的通孔一设计,使得多个螺栓可以同时固定多个刀夹,简化安装过程,降低刀夹安装难度,有效的降低因安装复杂而导致的人为误差。
3、在本发明中,根据传统的可拆卸刀片实际切削过程中切削刃的受力磨损情况分析,该滚刀切削刃设计有三种可转位刀片,即下侧刃刀片、上侧刃刀片及顶刃刀片,下侧刃刀片与上侧刃刀片均采用立装安装方式,顶刃刀片采用平装安装方式。多个上侧刃刀片设置在刀片的两个相对的端面上,且依次交替排布,并且每相邻两个交替排布的上侧刃刀片之间设置有一个顶刃刀片,多个下侧刃刀片设置在刀片的两个相对的端面上,且依次交替排布,并且位于刀夹一侧端面上的多个上侧刃刀片与位于刀夹另一侧端面上的多个下侧刃刀片数量相同且一一设置在同一径向线上,刀片通过螺钉固定在刀片安装槽内并留有容屑槽。三种刀片切削轨迹构成完整的齿形且附带倒角功能,组合刀片的切削刃在磨损集中的切削位置有重叠,增加切削刃有效切削长度,有效的缓解刀具发生局部过度磨损。同时,如果发生了局部过度磨损,也可以对磨损区域的刀片进行单独的转位或更换,可以大大的提高加工效率,降低加工成本。因此,本发明的刮削滚刀具有更好的刀具耐用度、刀具使用寿命以及经济性,主要应用于大模数齿轮的热处理后的精加工刮削中。
附图说明
图1是本发明的一种齿轮精加工刮削滚刀的轴测图;
图2是本发明的一种齿轮精加工刮削滚刀的侧视图;
图3是滚刀基体的正视图;
图4是滚刀基体的侧视图;
图5是刀夹的轴测图;
图6是下侧刃刀片的轴测图;
图7是上侧刃刀片的轴测图;
图8是顶刃刀片的轴测图。
上述附图中涉及到的部件名称及标号如下:
滚刀基体1、刀夹2、螺栓3、下侧刃刀片4、上侧刃刀片5、顶刃刀片6、通孔一7、插槽8、键9、螺旋形凹槽10、键槽11、通孔二12、下侧刀片安装槽13、上侧刀片安装槽14、顶部刀片安装槽15。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
具体实施方式一:如图1-图8所示,本实施方式披露了一种齿轮精加工刮削滚刀,包括滚刀基体1、至少一个刀夹2及多个可转位切削刀片,所述多个可转位切削刀片包括多个下侧刃刀片4、多个上侧刃刀片5及多个顶刃刀片6;
所述滚刀基体1外圆面上设有至少一个螺旋形凹槽10,所述至少一个螺旋形凹槽10内设置有至少一个刀夹2,所述刀夹2与螺旋形凹槽10通过至少一个键9连接(所述至少一个螺旋形凹槽10内沿轴向设有至少一个键9,所述至少一个刀夹2的内弧面设有至少一个键槽11,刀夹2的键槽11与螺旋形凹槽10内的键9相配合),刀夹2与滚刀基体1沿轴向通过至少一个螺栓3可拆卸固定连接,滚刀基体1上与螺旋形凹槽10相邻的实体部分为螺旋形齿(所述螺旋形齿沿轴向设有至少一个通孔一7,刀夹2上沿轴向设有至少一个通孔二12,刀夹2与滚刀基体1通过穿入通孔一7及通孔二12内的螺栓3沿轴向可拆卸固定连接),刀夹2上设有多个顶部刀片安装槽15、多个下侧刀片安装槽13和多个上侧刀片安装槽14,所述多个顶部刀片安装槽15设置在刀夹2的外弧面上(优选为均布设置),所述多个上侧刀片安装槽14设置在刀夹2的两个相对端面上且通至刀夹2的外弧面(优选为均布设置),设置在刀夹2两个相对端面上的多个上侧刀片安装槽14依次交替设置,且每两个交替设置的上侧刀片安装槽14之间设置有一个所述顶部刀片安装槽15,所述多个下侧刀片安装槽13设置在刀夹2的两个相对端面上且靠近刀夹2的内弧面设置(优选为均布设置),设置在刀夹2两个相对端面上的多个下侧刀片安装槽13依次交替设置,且位于刀夹3一侧端面上的多个下侧刀片安装槽13与位于另一侧端面上的多个上侧刀片安装槽14数量相同并且一一位于同一条径向线上,滚刀基体1的螺旋形齿上与多个下侧刀片安装槽13相对应处均设有插槽8,每个顶部刀片安装槽15内可拆卸固定装有顶刃刀片6,每个上侧刀片安装槽14内可拆卸固定装有上侧刃刀片5,每个下侧刀片安装槽13及相对应的插槽8内可拆卸固定装有下侧刃刀片4,顶刃刀片6、下侧刃刀片4及上侧刃刀片5组合的切削轨迹构成完整的齿形,上侧刃刀片5与上侧刀片安装槽14之间、顶刃刀片6与顶部刀片安装槽15之间以及下侧刃刀片4与下侧刀片安装槽13之间形成的空间为容屑槽。此方案具有的效果是:紧贴安装槽的一侧安装刀片方便安装定位,侧面也有传递力矩的作用,另一侧留有容屑空间有助于排屑散热提高刀具性能。
具体实施方式二:如图1-图5所示,本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明,所述刀夹2的数量为多个,所述滚刀基体1外圆面上设有多个螺旋形凹槽10,所述多个螺旋形凹槽10内设置有多个刀夹2,所述多个刀夹2与多个螺旋形凹槽10通过多个键9连接(所述多个螺旋形凹槽10内沿轴向设有多个键9,所述多个刀夹2的内弧面设有多个键槽11,多个刀夹2的键槽11与多个螺旋形凹槽10内的多个键9一一相配合),多个刀夹2与滚刀基体1沿轴向通过多个螺栓3可拆卸固定连接,滚刀基体1上与多个螺旋形凹槽10相邻的实体部分为螺旋形齿(所述多个螺旋形齿沿轴向设有多个通孔一7,每个刀夹2上沿轴向设有多个通孔二12,多个刀夹2上的多个通孔二一一对应设置,多个刀夹2与滚刀基体1通过穿入通孔一7及通孔二12内的螺栓3沿轴向可拆卸固定连接)。
具体实施方式三:如图1-图3、图5及图7所示,本实施方式是对具体实施方式一或二作出的进一步说明,所述上侧刃刀片5采用立装形式并通过两个螺钉一可拆卸固定安装在上侧刀片安装槽14内,所述下侧刃刀片4采用立装形式并通过两个螺钉二可拆卸固定安装在下侧刀片安装槽13及对应的插槽8内,所述顶刃刀片6采用平装形式并通过一个螺钉三可拆卸固定安装在顶部刀片安装槽15内。
具体实施方式四:如图1-图3、图5-图8所示,本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明,所述下侧刃刀片4的形状为L形,L形的下侧刃刀片4的根部设有倒角(L形的下侧刃刀片4上设有两个通孔三,刀夹2上与所述两个通孔三相对应处设有两个螺纹孔一,所述螺钉二穿入通孔三内并与螺纹孔一旋合连接)。此方案具有的效果是:采用双螺钉增强安装定位性能,L型拐角处具有倒角,可提高加工效率。
具体实施方式五:如图1-图3、图5、图7所示,本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明,所述上侧刃刀片5的形状为长方体形,上侧刃刀片5的上端面位于一端具有圆弧面(上侧刃刀片5上端面设有贯穿底面的两个通孔四,刀夹2上与所述两个通孔四相对应处设有两个螺纹孔二,所述螺钉一穿过通孔四并与螺纹孔二旋合连接)。此方案具有的效果是:刀片的圆弧面主要起到保护作用,防止刀尖角应力集中容易损坏。
具体实施方式六:如图1-图4、图5、图8所示,本实施方式是对具体实施方式三作出的进一步说明,所述顶刃刀片6为梯形(顶刃刀片6沿厚度方向设有一个通孔五,刀夹2上与所述通孔五相对应处设有一个螺纹孔三,所述螺钉三穿过通孔五与螺纹孔三旋合连接)。此方案具有的效果是,滚刀主要磨损区域多发生在顶刃与两侧刃过度圆角处,所以增加顶刃刀片,可增加这个区域的切削刃长度,减小局部的集中磨损。
实施例1:
如图1-图8所示,本实施例披露了一种齿轮精加工刮削滚刀,包括滚刀基体1、十二个刀夹2及四百三十二个可转位切削刀片,所述四百三十二个可转位切削刀片包括一百四十四个下侧刃刀片4、一百四十四个上侧刃刀片5及七十二个顶刃刀片6;
所述滚刀基体1外圆面上设有七个螺旋形凹槽10,所述七个螺旋形凹槽10内设置有十二个刀夹2,所述十二个刀夹2与七个螺旋形凹槽10通过三十六个键9连接(所述七个螺旋形凹槽10内沿轴向设有三十六个键9,所述十二个刀夹2的内弧面设有三十六个键槽11,三个六个键槽11与三十六个键9一一相配合),十二个刀夹2与滚刀基体1沿轴向通过六个螺栓3可拆卸固定连接,每个刀夹2上设有十二个顶部刀片安装槽15,每个刀夹2上设有十二个下侧刀片安装槽13和十二个上侧刀片安装槽14,所述十二个顶部刀片安装槽15设置在刀夹2的外弧面上(优选为均布设置),刀夹2的两个相对的端面上分别设置有六个上侧刀片安装槽14,十二个所述上侧刀片安装槽14均通至刀夹2的外弧面,设置在刀夹2两个相对端面上的十二个上侧刀片安装槽14依次交替设置,且每两个交替设置的上侧刀片安装槽14之间设置有一个所述顶部刀片安装槽15,所述十二个下侧刀片安装槽13均等设置在刀夹2的两个相对端面上且靠近刀夹2的内弧面设置(优选为均布设置),设置在刀夹2两个相对端面上的十二个下侧刀片安装槽13依次交替设置,且位于刀夹3一侧端面上的六个下侧刀片安装槽13与位于另一侧端面上的六个上侧刀片安装槽14一一位于同一条径向线上,滚刀基体1的螺旋形齿上与每个刀夹2的十二个下侧刀片安装槽13相对应处均设有插槽8,每个顶部刀片安装槽15内通过一个螺钉三可拆卸固定装有顶刃刀片6,每个上侧刀片安装槽14内通过两个螺钉一可拆卸固定装有上侧刃刀片5,每个下侧刀片安装槽13及相对应的插槽8内通过两个螺钉二可拆卸固定装有下侧刃刀片4,顶刃刀片6、下侧刃刀片4及上侧刃刀片5组合的切削轨迹构成完整的齿形,上侧刃刀片5与上侧刀片安装槽14之间、顶刃刀片6与顶部刀片安装槽15之间以及下侧刃刀片4与下侧刀片安装槽13之间形成的空间为容屑槽。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种齿轮精加工刮削滚刀,其特征在于:包括滚刀基体(1)、至少一个刀夹(2)及多个可转位切削刀片,所述多个可转位切削刀片包括多个下侧刃刀片(4)、多个上侧刃刀片(5)及多个顶刃刀片(6);
所述滚刀基体(1)外圆面上设有至少一个螺旋形凹槽(10),所述至少一个螺旋形凹槽(10)内设置有至少一个刀夹(2),所述刀夹(2)与螺旋形凹槽(10)通过至少一个键(9)连接,刀夹(2)与滚刀基体(1)沿轴向通过至少一个螺栓(3)可拆卸固定连接,滚刀基体(1)上与螺旋形凹槽(10)相邻的实体部分为螺旋形齿,刀夹(2)上设有多个顶部刀片安装槽(15)、多个下侧刀片安装槽(13)和多个上侧刀片安装槽(14),所述多个顶部刀片安装槽(15)设置在刀夹(2)的外弧面上,所述多个上侧刀片安装槽(14)设置在刀夹(2)的两个相对端面上且通至刀夹(2)的外弧面,设置在刀夹(2)两个相对端面上的多个上侧刀片安装槽(14)依次交替设置,且每两个交替设置的上侧刀片安装槽(14)之间设置有一个所述顶部刀片安装槽(15),所述多个下侧刀片安装槽(13)设置在刀夹(2)的两个相对端面上且靠近刀夹(2)的内弧面设置,设置在刀夹(2)两个相对端面上的多个下侧刀片安装槽(13)依次交替设置,且位于刀夹(3)一侧端面上的多个下侧刀片安装槽(13)与位于另一侧端面上的多个上侧刀片安装槽(14)数量相同并且一一位于同一条径向线上,滚刀基体(1)的螺旋形齿上与多个下侧刀片安装槽(13)相对应处均设有插槽(8),每个顶部刀片安装槽(15)内可拆卸固定装有顶刃刀片(6),每个上侧刀片安装槽(14)内可拆卸固定装有上侧刃刀片(5),每个下侧刀片安装槽(13)及相对应的插槽(8)内可拆卸固定装有下侧刃刀片(4),顶刃刀片(6)、下侧刃刀片(4)及上侧刃刀片(5)组合的切削轨迹构成完整的齿形,上侧刃刀片(5)与上侧刀片安装槽(14)之间、顶刃刀片(6)与顶部刀片安装槽(15)之间以及下侧刃刀片(4)与下侧刀片安装槽(13)之间形成的空间为容屑槽。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮精加工刮削滚刀,其特征在于:所述刀夹(2)的数量为多个,所述滚刀基体(1)外圆面上设有多个螺旋形凹槽(10),所述多个螺旋形凹槽(10)内设置有多个刀夹(2),所述多个刀夹(2)与多个螺旋形凹槽(10)通过多个键(9)连接,多个刀夹(2)与滚刀基体(1)沿轴向通过多个螺栓(3)可拆卸固定连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种齿轮精加工刮削滚刀,其特征在于:所述上侧刃刀片(5)采用立装形式并通过两个螺钉一可拆卸固定安装在上侧刀片安装槽(14)内,所述下侧刃刀片(4)采用立装形式并通过两个螺钉二可拆卸固定安装在下侧刀片安装槽(13)及对应的插槽(8)内,所述顶刃刀片(6)采用平装形式并通过一个螺钉三可拆卸固定安装在顶部刀片安装槽(15)内。
4.根据权利要求3所述的一种齿轮精加工刮削滚刀,其特征在于:所述下侧刃刀片(4)的形状为L形,L形的下侧刃刀片(4)的根部设有倒角。
5.根据权利要求3所述的一种齿轮精加工刮削滚刀,其特征在于:所述上侧刃刀片(5)的形状为长方体形,上侧刃刀片(5)的上端面位于一端具有圆弧面。
6.根据权利要求3所述的一种齿轮精加工刮削滚刀,其特征在于:所述顶刃刀片(6)为梯形。
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