CN205464616U - 一种多头高效高精度磨前滚刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及齿轮加工刀具技术领域，具体公开了一种多头高效高精度磨前滚刀，包括刀体，所述刀体沿轴向开设有内孔，所述刀体的外圆周上均匀分布有若干切削刀齿，其特征在于：所述切削刀齿的齿形采用转位设计且齿顶处具有圆角状的凸角。该多头高效高精度磨前滚刀具有切削速度快、效率高、精度高、性能好等诸多优点。

Description

一种多头高效高精度磨前滚刀

技术领域

本实用新型涉及加工刀具技术领域，尤其涉及一种多头高效高精度磨前滚刀。

背景技术

传统的滚齿工艺是采用普通单头滚刀在一般的滚齿机上加工，其切削速度一般在30～40mm/min以下，加工效率较低。随着数控CNC机床的问世，滚齿机的切削速度V可以达到100m/min以上，而传统滚刀显然无法胜任如此高的切削速度，为了充分发挥数控CNC机床的优势，提供一种高效高精度的磨前滚刀成为本领域的亟需。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种切削速度快、效率高、精度高、性能好的磨前滚刀。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种多头高效高精度磨前滚刀，包括刀体，所述刀体沿轴向开设有内孔，所述刀体的外圆周上均匀分布有若干切削刀齿，所述切削刀齿的齿形采用转位设计且齿顶处具有圆角状的凸角。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述切削刀齿的齿根处具有倒角。

所述切削刀齿的模数为1.1，压力角为17°30′，所述凸角的半径为0.3mm。

刀具的外径为75～73.8mm，槽数为18。

刀具的内径为40mm。

一排齿中任意N齿螺距中的单齿距小于等于齿距误差的Pt，其中N为头数，Pt取值为1/3～1/10。

刀具的材料为ASP2052且表面设有TiAlN涂层。

所述内孔的侧壁上设有键槽。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型公开的磨前滚刀头数多，相较传统的单头滚刀，在滚刀转动圈数相同的条件下，齿轮转过的牙数成倍增加，大大提高了生产效率，切削速度可达100m/min；切削刀齿采用转为设计，且齿顶处具有圆弧状的凸角，保证切出来的齿轮渐开线更长，啮合精度更高，性能更好。

进一步地，切削刀齿的齿根处具有倒角，滚出来的齿轮在磨齿时不会碰到齿根，磨完后的齿轮其齿顶也有一定的倒角，有效避免了齿轮在运输过程中会产生磕碰的问题。

进一步地，外形采用大直径、多槽数的设计，可以获得较多的切削刃，包络精度较高。

进一步地，采用大孔径的设计，使得刀具具有较好的刚性。

进一步地，利用一排齿中任意N齿螺距中的单齿距小于等于齿距误差的Pt，代替分头误差的检测，克服了现有检测仪器中无相关检测项目的难点，多次试验证明该检测方式能够有效地控制分头误差。

进一步地，刀具材料采用粉末冶金ASP2052配合表面的TiAlN涂层，使得刀具的强度、硬度、韧性较高，刀具的耐用度高。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种较佳实施例的剖视图。

图2是本实用新型提供的一种较佳实施例的侧视图。

图3是本实用新型提供的多头高效高精度磨前滚刀的加工状态示意图。

图4是图1中A处的放大图。

图中各标号表示：1刀体、11内孔、12键槽、2切削刀齿、21凸角、22倒角。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1至图4所示，本实施例的多头高效高精度磨前滚刀，包括刀体1，刀体1沿轴向开设有内孔11，内孔11的侧壁上开设有用于传动的键槽12，刀体1的外圆周上均匀分布有若干切削刀齿2，切削刀齿2的齿形采用转位设计且齿顶处具有圆角状的凸角21，切削刀齿2的齿根处具有倒角22。

本实施例中，刀具的头数为7头，切削刀齿2的模数为1.1，压力角为17°30′，凸角的半径R为0.3mm，刀具的外径为75mm，槽数为18，刀具的内径为40mm。

虽然磨前滚刀头数增加了，加工零件数量提高了，但是刀具的制造难度也随之所大大增加，尤其是多头滚刀螺旋线的分头误差在制造及测量上都很难控制。在控制分头误差时采用铲磨完第一条螺旋线后，数控修正一次砂轮，再铲磨第二条螺旋线，以此类推直至七条螺旋线全部铲磨完毕，多次试验证明该方式能够有效地控制分头误差。另外分头误差测量也是多头磨前滚刀的制造难点，在滚刀标准(ISO、GB、JB、DIN等)中均没有可参考的标准，但是分头误差是此类磨前滚刀的关键技术指标，在国内外检测仪器中都没有该项目的检测，本实施例中，以一排切削刀齿2中任意七齿螺距中的单齿距小于等于齿距误差的Pt，Pt取值为1/3～1/10，来代替分头误差的检测。

本实施例中，刀具的材料为ASP2052且表面设有TiAlN涂层。

本实施例的七头高效高精度磨前滚刀的与传统单头、二头磨前滚刀的对比分析：

转位设计原理：刀具的法向基节＝齿轮的法向基节

已知齿轮参数：m_n＝1.1 α_n＝17.5° Z＝117 β＝14° d_a＝135.260 d_f＝129

1.人为地选取节圆处压力角α_j＝14.5°

(其中下标j表示节圆、t表示端面符号、a表示外圆、b表示基圆、f表示齿根圆、无下标表示分度圆，下同)

2.求齿轮基园半径r_b

r_b＝rcosα_t……(1)

3.求节圆螺旋角

${\mathrm{Sin\β}}_j=\frac{{\mathrm{sin\βcos\α}}_n}{{\mathrm{cos\α}}_{nj}}\mathrm{......}\left(2\right)$

4.求节圆处的端面压力角α_jt

tgα_jt＝tgα_jn/cosβ_j……(3)

5.求节圆半径r_j

r_j＝r_b/cosα_jt……(4)

6，求节园处法向弧齿厚S_nj

$S_{nj}=2r_j(\frac{s_n}{cos\mathrm{\β}}+{\mathrm{inv\α}}_t-{\mathrm{inv\α}}_{jt}){\mathrm{cos\β}}_j\mathrm{......}\left(5\right)$

7.求节圆处法向齿距t_nj

t_nj＝t_tjcosβ_j……(6)

将巳知参数代入(1)至(6)式得：

m_nj＝1.0863，α_j＝14.5°，β_j＝13.78717°，d_j＝130.543，t_nj＝3.404，S_nj＝2.241

至此，转位设计所需各参数：模数、压力角、螺旋角、节圆、齿厚等均求出。

在其他参数均不变的情况下只改变刀具头数来加工模数m1.1、压力角α17°30’、齿数117、螺旋角14°、RH为例，得出来的实验数据如下：

一头磨前滚刀	滚齿切削厚度0.0341mm	单件工时2.47件/分	班产量194件
				二头磨前滚刀	滚齿切削厚度0.0625mm	单件工时1.46件/分	班产量328件
七头磨前滚刀	滚齿切削厚度0.1877mm	单件工时0.74件/分	班产量647件

通过以上数据表明，在相同情况下，七头磨前滚刀效率是一头磨前滚刀的3.34倍，是二头磨前滚刀的1.97倍。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (7)

1.一种多头高效高精度磨前滚刀，包括刀体，所述刀体沿轴向开设有内孔，所述刀体的外圆周上均匀分布有若干切削刀齿，其特征在于：所述切削刀齿的齿形采用转位设计且齿顶处具有圆角状的凸角，一排齿中任意N齿螺距中的单齿距小于等于齿距误差的Pt，其中N为头数，Pt取值为1/3～1/10。

2.根据权利要求1所述多头高效高精度磨前滚刀，其特征在于：所述切削刀齿的齿根处具有倒角。

3.根据权利要求1所述多头高效高精度磨前滚刀，其特征在于：所述切削刀齿的模数为1.1，压力角为17°30′，所述凸角的半径为0.3mm。

4.根据权利要求3所述多头高效高精度磨前滚刀，其特征在于：刀具的外径为75～73.8mm，槽数为18。

5.根据权利要求4所述多头高效高精度磨前滚刀，其特征在于：刀具的内径为40mm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述多头高效高精度磨前滚刀，其特征在于：刀具的材料为ASP2052且表面设有TiAlN涂层。

7.根据权利要求1至5中任一项所述多头高效高精度磨前滚刀，其特征在于：所述内孔的侧壁上设有键槽。