一种用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具 |
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| 申请号 | CN201611207320.X | 申请日 | 2016-12-23 | 公开(公告)号 | CN106735614A | 公开(公告)日 | 2017-05-31 |
| 申请人 | 江苏大学; | 发明人 | 郭二廓; 任乃飞; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种用于强 力 车齿技术的锥形多刃齿形刀具，包括强力车齿刀具本体、刀齿盘组和紧固螺钉；所述强力车齿刀具本体为锥形齿形刀具；所述刀齿盘组的齿数与所述强力车齿刀具本体齿数相同，且所述刀齿盘组的 齿形轮 廓小于所述强力车齿刀具本体齿形轮廓；所述刀齿盘组通过紧固螺钉与所述强力车齿刀具本体连接。所述刀齿盘组的齿形轮廓 精度 要低于强力车齿刀具本体齿形轮廓精度。本发明一次走刀相当于传统的单刃车齿刀具的多次走刀，将原有的粗加工多次走刀工序和精加工走刀工序合并成一个工序，可以提高强力车齿加工效率、降低刀具消耗成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具，其特征在于，包括强力车齿刀具本体(1)、刀齿盘组和紧固螺钉(2)；所述强力车齿刀具本体(1)为锥形齿形刀具；所述刀齿盘组的齿数与所述强力车齿刀具本体(1)齿数相同，且所述刀齿盘组的齿形轮廓小于所述强力车齿刀具本体(1)齿形轮廓；所述刀齿盘组通过紧固螺钉(2)与所述强力车齿刀具本体(1)连接。 |
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| 说明书全文 | 一种用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具技术领域背景技术[0002] 在齿轮加工领域，根据齿轮啮合原理，传统的齿轮加工技术可分为成形法和展成法两大类。强力车齿技术正是基于齿轮啮合原理发展起来的一种圆柱齿轮高效加工方法，不同于滚齿、插齿、铣齿等齿轮加工工艺，它采用是一种更为高效的滚、插复合的齿轮加工方法。因此，强力车齿刀具是一种有别于滚齿刀、插齿刀和成形铣刀等，且设计和制造工艺更为复杂的齿轮刀具，车齿刀齿在加工过程中既相当于滚刀又相当于插齿刀。目前，基于强力车齿技术设计的专用车齿刀具的切削状况不佳。一方面，由于切削深度和刀具设计的限制，需要进行多次走刀才能完成整个齿面的切削成形，降低了加工效率；另一方面，由于刀具磨损的影响，缩短了刀具使用寿命，进一步使加工精度受到影响。 发明内容[0003] 针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具，该刀具设计和制造简便，可提高强力车齿加工效率和刀具使用寿命。 [0004] 本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。 [0005] 一种用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具，包括强力车齿刀具本体、刀齿盘组和紧固螺钉；所述强力车齿刀具本体为锥形齿形刀具；所述刀齿盘组的齿数与所述强力车齿刀具本体齿数相同，且所述刀齿盘组的齿形轮廓小于所述所述强力车齿刀具本体齿形轮廓；所述刀齿盘组通过紧固螺钉与所述强力车齿刀具本体连接。 [0006] 进一步，所述刀齿盘组的齿形轮廓精度要低于强力车齿刀具本体齿形轮廓精度。 [0007] 进一步，所述刀齿盘组的齿形轮廓由直线或圆弧或曲线或三种线型的任意组合而成。 [0008] 进一步，所述强力车齿刀具本体设有前刀面的前角γ、刀具顶刃后角α和刀具侧刃后角λ，所述前刀面的前角γ为0～6°，所述刀具顶刃后角α为8～15°，所述刀具侧刃后角λ根据公式λ＝atan(sinα0tanα)计算，其中：α0为所述强力车齿刀具本体压力角。 [0009] 进一步，所述刀齿盘组由若干刀齿盘组成，所述若干刀齿盘的齿形轮廓大小根据安装在所述强力车齿刀具本体的距离由近至远逐渐递减。 [0010] 进一步，若干所述刀齿盘设有前刀面的前角γ＇、刀具顶刃后角α＇和刀具侧刃后角λ＇，所述前刀面的前角γ＇为0～6°，所述刀具顶刃后角α＇为8～15°，所述刀具侧刃后角λ＇根据公式λ'＝atan(sinαn tanα')计算，其中：αn为若干所述刀齿盘的压力角，其中n为刀齿盘的序号，且刀齿盘的序号根据安装在所述强力车齿刀具本体距离由近至远逐渐递增，且n∈(1，n)。 [0011] 进一步，若干所述刀齿盘的最大齿厚根据安装在所述强力车齿刀具本体距离由近至远逐渐递减，且所述强力车齿刀具本体和若干所述刀齿盘组之间齿厚满足公式：Tn＝T0·(0.95)n·(n+1)其中：Tn为第n个刀齿盘的最大齿厚，T0为所述强力车齿刀具本体最大齿厚，n为刀齿盘的序号，且刀齿盘的序号根据安装在所述强力车齿刀具本体距离由近至远逐渐递增，且n∈(1，n)。 [0012] 进一步，若干所述刀齿盘的齿顶圆直径根据安装在所述强力车齿刀具本体距离由近至远逐渐递减，且所述强力车齿刀具本体和若干所述刀齿盘组之间齿顶圆直径满足公式：Dn＝D0·(0.95)n·(n+1)，其中：Dn为第n个刀齿盘的齿顶圆直径，D0为所述强力车齿刀具本体的齿顶圆直径，n为刀齿盘的序号，且刀齿盘的序号根据安装在所述强力车齿刀具本体距离由近至远逐渐递增，且n∈(1，n)。 [0013] 进一步，所述刀齿盘组由第一刀齿盘、第二刀齿盘和第三刀齿盘组成；所述第一刀齿盘、第二刀齿盘和第三刀齿盘按顺序与所述强力车齿刀具本体安装。 [0014] 进一步，所述第一刀齿盘、第二刀齿盘和第三刀齿盘的齿形轮廓由渐开线曲线组成，所述第一刀齿盘齿全高为所述强力车齿刀具本体的90％；所述第二刀齿盘齿全高为所述强力车齿刀具本体的73％；所述第三刀齿盘齿全高为所述强力车齿刀具本体的54％。 [0015] 本发明的有益效果： [0016] 1.本发明所述用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具，采用锥形多刃结构，一次走刀相当于传统的单刃车齿刀具的多次走刀，将原有的多次粗加工和精加工工序合并成一个工序，可提高强力车齿加工效率。 [0017] 2.本发明所述用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具，可拆卸更换，使用灵活，且刀齿盘廓形精度要求低，刀具盘组可重磨性好，重磨简单，可降低强力车齿刀具使用成本，尤其适用于大批量、小模数齿轮的加工。附图说明 [0018] 图1为本发明所述用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具的装配示意图。 [0019] 图2为本发明所述用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具的爆炸图。 [0020] 图3为本发明所述刀齿盘组的齿廓投影图。 [0021] 图4为本发明所述前刀面前角与顶刃后角。 [0022] 图5为本发明所述顶刃后角。 [0023] 图6为本发明所述用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具切削示意图。 [0024] 图7为本发明所述组合刀盘的轮廓在切削时的示意图。 [0025] 图中： [0026] 1-强力车齿刀具本体；2-紧固螺钉；3-第一刀齿盘；4-第二刀齿盘；5-第三刀齿盘；6-第三包络廓形；7-第二包络廓形；8-第一包络廓形；9-主体包络廓形；10-工件。 具体实施方式[0027] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。 [0028] 结合图1和图2所示，一种用于强力车齿技术的锥形多刃齿形刀具，包括强力车齿刀具本体1、刀齿盘组和紧固螺钉2；所述强力车齿刀具本体1为锥形齿形刀具；所述刀齿盘组的齿数与所述强力车齿刀具本体1齿数相同，且所述刀齿盘组的齿形轮廓小于所述强力车齿刀具本体1齿形轮廓；所述刀齿盘组的齿形轮廓由直线或圆弧或曲线或三种线型的任意组合而成。所述刀齿盘组通过紧固螺钉2与所述强力车齿刀具本体1连接。所述刀齿盘组的齿形轮廓精度要低于强力车齿刀具本体1齿形轮廓精度。所述刀齿盘组由若干刀齿盘组成，所述若干刀齿盘的齿形轮廓大小根据安装在所述强力车齿刀具本体1的距离由近至远逐渐递减。采用该结构，一次走刀相当于传统的单刃车齿刀具的多次走刀，将原有的多次粗加工和精加工工序合并成一个工序，可提高强力车齿加工效率。 [0029] 结合图4和图5所示，所述强力车齿刀具本体1设有前刀面的前角γ、刀具顶刃后角α和刀具侧刃后角λ，所述前刀面的前角γ为0～6°，所述刀具顶刃后角α为8～15°，所述刀具侧刃后角λ根据公式λ＝atan(sinα0tanα)计算，其中：α0为所述强力车齿刀具本体1压力角。 [0030] 若干所述刀齿盘设有前刀面的前角γ＇、刀具顶刃后角α＇和刀具侧刃后角λ＇，所述前刀面的前角γ＇为0～6°，所述刀具顶刃后角α＇为8～15°，所述刀具侧刃后角λ＇根据公式λ'＝atan(sinαn tanα')计算，其中：αn为若干所述刀齿盘的压力角，其中n为刀齿盘的序号，且刀齿盘的序号根据安装在所述强力车齿刀具本体1距离由近至远逐渐递增，且n∈(1，n)。 [0031] 若干所述刀齿盘的最大齿厚根据安装在所述强力车齿刀具本体1距离由近至远逐渐递减，且所述强力车齿刀具本体1和若干所述刀齿盘组之间齿厚满足公式：Tn＝T0·(0.95)n·(n+1) [0032] 其中：Tn为第n个刀齿盘的最大齿厚，T0为所述强力车齿刀具本体1最大齿厚，n为刀齿盘的序号，且刀齿盘的序号根据安装在所述强力车齿刀具本体1距离由近至远逐渐递增，且n∈(1，n)。 [0033] 若干所述刀齿盘的齿顶圆直径根据安装在所述强力车齿刀具本体1距离由近至远逐渐递减，且所述强力车齿刀具本体1和若干所述刀齿盘组之间齿顶圆直径满足公式：Dn＝D0·(0.95)n·(n+1) [0034] 其中：Dn为第n个刀齿盘的齿顶圆直径，D0为所述强力车齿刀具本体1的齿顶圆直径，n为刀齿盘的序号，且刀齿盘的序号根据安装在所述强力车齿刀具本体1距离由近至远逐渐递增，且n∈(1，n)。 [0035] 结合图3，所述刀齿盘组最优由第一刀齿盘3、第二刀齿盘4和第三刀齿盘5组成；所述第一刀齿盘3、第二刀齿盘4和第三刀齿盘5按顺序与所述强力车齿刀具本体1安装。所述第一刀齿盘3、第二刀齿盘4和第三刀齿盘5的齿形轮廓由渐开线曲线组成，所述第一刀齿盘3齿全高为所述强力车齿刀具本体1的90％；所述第二刀齿盘4齿全高为所述强力车齿刀具本体1的73％；所述第三刀齿盘5齿全高为所述强力车齿刀具本体1的54％。 [0036] 结合图6和图7切削过程中，第三刀齿盘5首先切入工件10中，工件10旋转一周后，第三刀齿盘5上所有刀齿形成第三包络廓形6；随后，第二刀齿盘4、第一刀齿盘3和强力车齿刀具本体1依次切入工件10中，同样的，第二刀齿盘4上所有刀齿形成第二包络廓形7，第一刀齿盘3上所有刀齿形成第一包络廓形8，而强力车齿刀具本体1上所有刀齿形成主体包络廓形9；最终，主体包络廓形9即为工件10的端截面形状。由加工过程可知，工件10的齿面精度由强力车齿刀具本体1所形成的主体包络廓形9决定的，对第一刀齿盘3、第二刀齿盘4和第三刀齿盘5的廓形精度要求不高，因此，采用该刀具进行强力车齿加工，通过一次走刀就可以完成从毛坯到齿轮的高效加工，既节省了刀具成本，又提高了加工效率。 [0037] 举例说明，工件10为内齿圆柱齿轮，法向模数mn＝2mm，齿数zg＝75，压力角αn＝20°，螺旋角β＝20°，宽度b＝45mm；则强力车齿刀具本体1和刀齿盘法向模数mn＝2mm，齿轮为zt＝38，刀具安装角度为Σ＝20°，刀具本体1的刀具前角γ为6°，其顶刃后角α为12°，则计算出侧刃后角λ为4.158°。 [0038] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。 |
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