阅读说明：本技术 一种用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀及制作方法 () 是由 *** 于 2019-09-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀及制作方法,滚齿刀包括刀体(5)；刀体设有安装中孔(6),刀体两端设有刀台(7)；刀体上设有位于刀体外圆同一螺旋线上并相互平行的刀齿组；刀齿组与刀齿组之间的轴向间隔距离S＝nP<Sub>0</Sub>；其中：P<Sub>0</Sub>为直齿锥齿轮定装滚齿刀齿距,<Image he="102" wi="339" file="DDA0002219559520000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>并取整数；da为被加工直齿锥齿轮齿顶圆直径,h为被加工直齿锥齿轮大端全齿高；每个刀齿组中包括(Z/2)+1个相对独立的刀齿(8),相邻刀齿之间设有容屑槽(1)；其中：Z为一圈螺旋线上可完整排列的刀齿数量。本发明的滚齿刀可在普通数控滚齿机上按直齿锥齿轮的齿根锥角进行走刀,完成直齿锥齿轮的齿形加工。有效提高生产效率并保证产品质量。()

一种用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀及制作方法

技术领域

本发明涉及一种用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀及制作方法，属于锥齿轮刀具制造及使用技术领域。

背景技术

现有直齿锥齿轮的加工方法有刨齿法、成形铣齿法、成形定装滚齿法等。上述方法所用的相应刀具有刨齿刀、盘形或指形铣刀、定装滚齿刀。采用刨齿刀加工直齿锥齿轮，是在专用设备上同时安装两把刨刀，加工完一个齿后，分度逐一进行后续齿的加工。铣齿法是用盘形或指形铣刀，在铣床上按被加工齿轮的齿数进行分度逐一加工，并且，该方法在加工直齿锥齿轮时，最少需要在锥齿轮的齿长方向来回走刀三次，才能完成一个齿牙的加工。直齿锥齿轮定装滚齿刀成行滚齿法，是在滚齿机上采用两个对称分布的刀齿，按被加工锥齿轮的齿数进行分度加工。

上述直齿锥齿轮加工方法的缺点是：加工效率低，所使用的刀具参与切削的刀齿较少，磨损快，换刀重磨频繁，寿命低，并且，由于在加工过程中需要频繁的换刀重磨，加工后的直齿锥齿轮尺寸一致性差，使产品的质量不稳定，不适用于直齿锥齿轮高效、稳定的批量化生产。因此，现有技术还存在不足，有待于进一步完善。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种加工直齿锥齿轮的滚齿刀及制作方法，使该滚齿刀可在普通数控滚齿机上，像加工圆柱齿轮一样完成直齿锥齿轮的加工；加工过程中无需频繁更换刀具，加工后的直齿锥齿轮尺寸一致性好，以提高产品质量和适用于稳定的批量化生产，从而克服现有技术还存在不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀，包括刀体；刀体设有安装中孔，刀体两端设有刀台，刀体上设有位于刀体外圆同一螺旋线上并相互平行的刀齿组；刀齿组与刀齿组之间的轴向间隔距离S＝nP₀；其中：P₀为直齿锥齿轮定装滚齿刀齿距，并取整数；da为被加工直齿锥齿轮齿顶圆直径，h为被加工直齿锥齿轮大端全齿高；每个刀齿组中包括(Z/2)+1个相对独立的刀齿，相邻刀齿之间设有容屑槽；其中：Z为一圈螺旋线上可完整排列的刀齿数量。

前述滚齿刀中，所述刀齿组数量N等于滚齿刀长度L除以刀齿组与刀齿组之间的间隔距离S，即N＝L/S并取整数。

前述滚齿刀中，每个刀齿组上的刀齿均连续分布在沿一圈螺旋线0～(360/Z)×[(Z/2)+1]的角度范围内。

前述滚齿刀中，所述刀齿包括前刀面、顶刃后角和侧刃后角。

前述滚齿刀中，所有滚齿刀的前刀面均与滚齿刀轴线共面。

本发明的一种用于上述滚齿刀的制作方法，该方法是先按标准圆柱齿轮滚齿刀的方法在刀体上加工出刀齿，然后去除滚齿刀上所有与待加工锥齿轮产生干涉的刀齿；这样即可使滚齿刀能在普通数控滚齿机上按直齿锥齿轮的齿根锥角δ_f进行走刀完成直齿锥齿轮的齿形加工。

前述方法中，所述与待加工锥齿轮产生干涉的刀齿包括：每圈螺旋线(360/Z)×[(Z/2)+1]～360角度范围内的刀齿和由刀齿组成的刀齿组与刀齿组间隔距离S范围内除第一排刀齿组外其余所有刀齿组中的刀齿。

前述方法按以下步骤制作：

步骤一、按标准圆柱齿轮滚齿刀要求加工完成滚齿刀长度L、安装中孔、刀台及刀齿螺旋槽的加工；其中刀齿螺旋槽按同一直齿锥齿轮定装滚齿刀的螺旋升角λ进行加工；

步骤二、按标准圆柱齿轮滚齿刀要求，加工滚齿刀的容屑槽、前刀面、顶刃后角和侧刃后角，形成一个个独立的刀齿，并完成滚齿刀外圆尺寸D的加工；

步骤三、去除每一圈螺旋线上(360/Z)×[(Z/2)+1]～360角度范围内的所有刀齿；

步骤四、根据公式：S＝nP₀计算出来的S值，保留S范围内首排刀齿，并去除其余所有刀齿；

步骤五、在刀体端面打S值钢印。

由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明的滚齿刀可在普通数控滚齿机上，像加工圆柱齿轮一样完成直齿锥齿轮的加工。当滚齿刀螺旋线上的一排刀齿磨损后，不需拆换重磨，只需按滚齿刀端面上标注的齿距尺寸S进行轴向窜刀，即可进行后续直齿锥齿轮的加工，直至滚齿刀上的所有刀齿全部磨损后，才拆换修磨，降低了换刀重磨频率。本发明可进行连续的分度滚齿加工，提高了生产效率和被加工产品的质量稳定性。不仅可以进行单件小批量的直齿锥齿轮的加工，同样适用于直齿锥齿轮高效、稳定的批量化生产，从而克服了现有直齿锥齿轮加工刀具和加工方法的不足。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是图1的右视图；

图3是滚齿刀的轴测图；

图4是采用本发明的滚齿刀加工直齿锥齿轮的示意图。

附图中的标记为：1-容屑槽、2-前刀面、3-顶刃后角、4-侧刃后角、5-刀体、6-安装中孔、7-刀台、8-刀齿、9-待加工齿轮、10-滚齿刀的走刀轨迹。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀，如图1～图3所示，包括刀体5；刀体5设有安装中孔6，两端设有刀台7，刀体5上设有位于刀体5外圆同一螺旋线上并相互平行的刀齿组；刀齿组与刀齿组之间的轴向间隔距离S＝nP₀；其中：P₀为直齿锥齿轮定装滚齿刀齿距，并取整数；da为被加工直齿锥齿轮齿顶圆直径，h为被加工直齿锥齿轮大端全齿高；每个刀齿组中包括(Z/2)+1个相对独立的刀齿8，相邻刀齿8之间设有容屑槽1；其中：Z为一圈螺旋线上可完整排列的刀齿8数量。刀齿组数量N等于滚齿刀长度L除以刀齿组与刀齿组之间的间隔距离S，即N＝L/S并取整数。每个刀齿组上的刀齿8均连续分布在沿一圈螺旋线0～(360/Z)×[(Z/2)+1]的角度范围内。刀齿8包括前刀面2、顶刃后角3和侧刃后角4。所有滚齿刀的前刀面2均与滚齿刀轴线共面。

本发明的一种用于上述滚齿刀的制作方法，该方法是先按标准圆柱齿轮滚齿刀的方法加工刀齿8，然后去除滚齿刀上所有与待加工锥齿轮9产生干涉的刀齿；使滚齿刀在普通数控滚齿机上按直齿锥齿轮的齿根锥角δ_f进行走刀，完成直齿锥齿轮的齿形加工。与待加工锥齿轮9产生干涉的刀齿包括：每圈螺旋线(360/Z)×[(Z/2)+1]～360角度范围内的刀齿和刀齿组与刀齿组间隔距离S范围内除第一排刀齿组外其余所有刀齿组中的刀齿。

前述方法按以下步骤制作：

步骤一、按标准圆柱齿轮滚齿刀要求加工完成滚齿刀长度L、安装中孔6、刀台7及刀齿螺旋槽的加工；其中刀齿螺旋槽按同一直齿锥齿轮定装滚齿刀的螺旋升角λ进行加工；

步骤二、按标准圆柱齿轮滚齿刀要求加工完成滚齿刀的容屑槽1、前刀面2、顶刃后角3和侧刃后角4，形成一个个独立的刀齿8，并完成滚齿刀外圆尺寸D的加工；

步骤三、去除每一圈螺旋线上(360/Z)×[(Z/2)+1]～360角度范围内的所有刀齿；

步骤四、根据公式：S＝nP₀计算出来的S值，保留S范围内首排刀齿8，并去除其余所有刀齿；

步骤五、在刀体5端面打S值钢印。

实施例

本例用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀，如图1～3所示，包括刀体5；刀体5设有安装中孔6，两端设有刀台7。如图3所示，在同一刀体5的长度L方向上间隔距离S平行设置5排刀齿组。间隔距离S的计算公式为：S＝nP₀；

式中：P₀为直齿锥齿轮定装滚齿刀齿距

取整数；

上式中：da为待加工直齿锥齿轮齿顶圆直径

h为待加工直齿锥齿轮大端全齿高

例如：通过计算，滚齿刀的间隔距离S值等于4个直齿锥齿轮定装滚齿刀的齿距p0，则从滚齿刀的右端(或左端)开始，保留第一排完整的刀齿组，去除其余3排刀齿组；然后再保留第一排刀齿组，去除3排相近的刀齿组，依次类推，直至全部去除滚齿刀上与待加工齿轮9产生干涉的刀齿组。

如图2所示，每排刀齿组包括7个相对独立的刀齿8，每排刀齿组中的刀齿8均分布在同一螺旋线上，其中，刀齿8的数量7根据一圈螺旋线上可完整排列的刀齿8数量通过公式(Z/2)+1计算所得。

例如：滚齿刀一圈螺旋线上可完整排列12个刀齿8，则每排刀齿组应包括(12/2)+1＝7个相对独立的刀齿8。其余的刀齿则认为是与待加工锥齿轮产生干涉的刀齿，均全部去除。去除时应去除每排刀齿组相对应位置的刀齿。

上述用于加工直齿锥齿轮的滚齿刀的制作方法，参考图1～3。具体加工时，按以下步骤加工：

步骤一、按标准圆柱齿轮滚齿刀要求加工完成滚齿刀长度L、安装中孔6、刀台7及刀齿螺旋槽的加工；其中刀齿螺旋槽按同一直齿锥齿轮定装滚齿刀的螺旋升角λ进行加工；

步骤二、按标准圆柱齿轮滚齿刀要求加工完成滚齿刀的容屑槽1、前刀面2、顶刃后角3和侧刃后角4，形成一个个独立的刀齿8，并完成滚齿刀外圆尺寸D的加工；

步骤三、去除每一圈螺旋线上(360/Z)×[(Z/2)+1]～360角度范围内的所有刀齿；

步骤四、根据公式：S＝nP₀计算出来的S值，保留S范围内首排刀齿8，并去除其余所有刀齿；

步骤五、在刀体5端面打S值钢印。

采用本发明滚齿刀加工直齿锥齿轮的方法如图4所示：

首先将本发明的滚齿刀安装在普通数控滚齿机上，安装时，安装中孔6是滚齿刀的定位安装孔，滚齿刀两端的刀台7是滚齿刀安装后的校正基准，滚齿刀的安装和校正与普通圆柱齿轮滚齿刀的安装与校正方法一致。滚齿刀的走刀轨迹按被加工齿轮的齿根锥角δ_f大小，在数控滚齿机上进行编程来完成。当滚齿刀安装校正完成后，需按锥齿轮定装滚齿刀的对刀方法，调整刀齿的成形切削刃(精切刃)对准待加工齿轮9坯料的中心。在加工直齿锥齿轮时，可从滚齿刀的任意一端的第一排刀齿开始使用，当第一排刀齿磨损后，可暂不拆换修磨，只需将滚齿机刀架轴向移动一个滚齿刀上标注的距离S，也不需要重新对刀，第二排刀齿即可进行使用，按此方法，直至滚齿刀上的所有刀齿全部磨损后，再拆换修磨，省去了多次对刀的繁琐，降低了滚齿刀的拆换次数和修磨频率，提高了生产效率。