圆棒刀片及与其配的刀盘

本发明涉及切齿及精加工的圆棒刀片，其刀头有至少两个排屑面及 一个刀刃面，有一刀柄，具有圆形横截面，用于借助夹紧装置把圆棒刀 片夹在刀盘的刀片孔中。

本发明还涉及与圆棒刀片配合的刀盘，具有可绕中心轴线转动的盘 形刀盘体。刀盘体设有至少一个刀片孔，基本穿过其厚度方向并用来容 纳圆棒刀片。刀盘体还有至少一个夹紧孔用于容纳夹紧装置。从外圆周 开始，夹紧孔沿与刀片孔垂直的径向穿过刀盘体。

这类圆棒刀片及刀盘起源于1968年由德国Hueckeswagen的 Klingelnkerg Sohne公司的开发工作，它们构成如图5示出的现有技术， 在详细说明该现有技术前，先讨论导致该开发工作的现有技术。

在制造斜齿轮的Oerlikon的方法中，用的是有矩形横截面刀片的刀 片，和有相应的方形结构的轴向孔或槽。申请人的切斜齿机的一个实例 (其中齿轮组可由Oerlikon和Gleason方法(下述)制造)是SPIROMAT S25，其例如在Oerlikon公司的小册子S25 Spiralkegelrad- Verzahnmaschine，OGT-S 25fD/hF中示出。Oerlinkon公司的方法要求 的刀盘装有多个刀片组，各有三个棒形刀片。各组包括一外切刀，一内 切刀及一粗切刀，在各Oerlikon棒形刀片的削端三个面也预重磨，刀片 从外面沿径向装在在刀盘体圆周上开口的槽中，如果需要加夹紧块或垫 块，随后把收缩环放在包着刀盘体。环具有夹紧螺钉，合适地安排把刀 片夹紧在槽中。在刀盘体中轴向周边槽，带有这种刀盘的夹紧装置的另 外要求的收缩环的制造是费钱及麻烦的。这就是发展圆棒刀片(图5) 的理由之一。

在Gleason方法(EP-B10203085)中，使用矩形横截面及矩形 安装面的棒形刀片，它们设计成可消除粗切刀。棒形刀片组只由仅仅两 个棒形刀片组成，意味着可把更多数目的棒形刀片组设在刀盘中。可知 这允许更快的切齿；但是这样刀盘及棒形刀片的制造难以简化。但是还 是有一些简化，因为这些已知的棒形刀片只沿刀柄方向在两个面上重 磨，使得这些刀片的刀刃面可设有涂层，增加了刀片的寿命。例如，从 US-A3882579已知一种这类涂层。

包括一具有轴向周边槽的刀盘体及一收缩环的刀盘的主要问题是形 成这些轴向槽。按照图5的已知的刀盘消除了这一问题，因为圆棒刀片 可装在在例如在镗孔和磨机上比带角度槽可便宜地制出的刀片孔中。图 5a示出了这类的已知的圆棒刀片的刀盘8′，其装有五组刀片，各有三个 圆棒刀片10′。图5b示出在装圆棒刀片刀盘1过程中的圆棒刀片刀盘8′。 图5C示出圆棒刀片10′装在刀盘8′中的方式的细节。圆棒刀片10′插入轴 向刀片孔12′。在轴向孔14中与其平行设有偏心装置16，其用偏心面17 压着圆柱形夹紧块18，该夹紧块又压着圆棒刀片10′的圆柱形刀柄。为 安装圆棒刀片，首先从外面推夹紧块18通过插入孔21直到刀片孔12′。 随后把偏心块16插入轴向孔14中。偏心块16有一个方形的致动头19， 使可用扳手等通过偏心块来刚性地把夹紧块18夹到圆棒刀片10′上，这 样把圆棒刀片10′刚性地夹在轴向刀片孔12′中。图5d所示的定位装置20 用来使圆棒刀片10′定位，用该定位装置20固定圆棒刀片10′的轴向高度 及其刀刃面的方向。在这种已知的刀盘中固定圆棒刀片10′较困难，而在 使用中，圆棒刀片10′的刀刃面的固定的方向容易改变。施加在圆棒刀片 10′的刀刃面上的很小的载荷足够使其绕其纵向轴稍微转动。不管用圆柱 夹紧块18固紧很快，但也不能防止上述情形产生。另外，有三个这种圆 棒刀片10′的刀片组，每个都必须被使用，因此限制了可容放在刀盘8′ 中的圆棒刀片10′的数目。

本发明的目的是提供一种上述类型的圆棒刀片及与其配的刀盘，但 改进了圆棒刀片的制造，其固定及使用时保持其固定，同时提供了一种 刀盘，采用这种刀盘可成功地使用上述类型的圆棒刀片。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种圆棒刀片，用于切齿 及精加工，具有一切削刃，其有至少两个出屑面，和至少一刀刃面，一 个刀柄，具有总的为圆形横剖面，通过夹紧装置，把圆棒刀片夹紧在刀 盘的刀片孔中，其特征在于一个基本平的定位面用作夹紧装置的接合 面，并设成平行刀片的纵向轴线沿着刀柄的长度作为刀刃面的延伸。

为实现本发明的目的，本发明还提供了一个刀盘，其有可绕中心轴 线转动的盘形刀盘体，带有沿其厚度方向穿入它并用来容纳一个圆棒刀 片的至少一刀片孔，还包括至少一个用来接收夹紧装置的夹紧孔，所述 的夹紧孔沿基本与刀片孔的垂直的方向穿入刀盘体并与刀片孔相交，其 特征在于所述的夹紧装置具有至少一个楔装置，具有安排成专门的楔紧 角β，并可被顶住对着圆棒刀片的定位面而把它夹紧在刀片孔中。

因为在刀刃面的延伸设有基本平的定位面，本发明的圆棒刀片提供 了夹紧装置的接合面。该接合面允许圆棒刀片牢固地夹在刀盘的刀片孔 中，保证了使用中刀刃面的定向，特别也简化了其定向过程。由刀刃面 必须相对定位面在圆棒刀片上有一固定的方向，在把圆棒刀片夹在刀片 孔中的同时也固定了刀刃面的方向。因此，使得可以消除或至少减少要 使用相当的定位装置及与其相关的工作的要求。由于定位面处在刀刃面 的延伸部位，在本发明的圆棒刀片中可以把刀片固定在刀片孔中使得在 工作时固定力沿加工的力的主分量的同样方向作用。这样保证了使用中 圆棒刀片的固定。

用带夹紧面的楔形装置作为本发明的刀盘中的夹紧装置，可以专门 的楔紧角的简单方式固定刀刃面的方向。同时圆棒刀片可以特别简单及 牢固的方式安装在刀片孔中，因为刀片被夹紧装置夹着的表面也是工作 时负载施加时压在其上的表面。在上述Oerlikon公司的小尺寸及在上述 EP-B1203085的现有技术中，刀盘没有这种优点，因为刀刃面是基本 沿着一径向平面，而夹紧装置沿着与该平面平行的方向作用，而按照本 发明，夹紧方向与该平面成直角。

本发明的最佳实施例构成从属权利要求的主题。

在本发明的圆棒刀片的另一个实施例中，刀刃面沿着刀柄的纵向朝 定位面倾斜。在这种情形下，本发明的圆棒刀片的刀头可设计成像已知 的圆棒刀片一样，其中三个面沿刀柄方向重磨。但是除此之外，保持了 本发明的圆棒刀片的全部优点，这些优点来自当圆棒刀片装在有圆柱刀 片孔的刀盘中时使用基本平的定位面作为夹紧面。

在本发明的圆棒刀片的另一个实施例中，刀刃面和定位面位于平行 于纵向的刀片轴的一个和同一平面中。在这种情形下，主要形成来固定 圆棒刀片的定位面可用作刀刃面，具有由其中两表面沿刀柄方向重磨的 刀片提供的全部优点。

在本发明的圆棒刀片的另一个实施例中，从刀柄的剖面看，定向面 设成形成一个要求的前刀角。在这一情形下，如果一个楔紧角选定，可 在夹紧面的同时确定刀刃面，只要如在本发明的刀盘的上述的实施例那 样-刀刃面和定位面位于平行于纵向的刀片轴的一个和同一平面中。

在本发明的圆棒刀片的另一个实施例中，当圆棒刀片用作外或内刀 片时，刀刃面成镜像安排。在这一情形下，通过相应的放置前刀角，可 从用作原料的同一圆棒毛坯简单地形成外刀片或内刀片。

在本发明的圆棒刀片的另一个实施例中，刀刃面具有涂层以增加刀 片的使用寿命。这可特别好地开发刀刃面和定位面位于平行于纵向的刀 片轴的一个和同一平面中这一实施例的优点。

在本发明的圆棒刀片的另一个实施例中，刀刃面是一个主刀刃面， 在其上或其邻近处设有附加的第二刀刃面。在这一情形下，本发明的圆 棒刀片可用作两刀片一组，一个作为外刀片，而另一个作为内刀片，取 消了粗刀片。这样在保持本发明的圆棒刀片及本发明的刀盘的上述优点 同时，可在一刀盘中容纳更多的圆棒刀片。当然在棒形刀片的刀刃面中 设一个主刀刃面及一个第二刀刃面，以除了棒形刀片的主刀刃外还提供 第二刀刃和避免重磨刀刃面本身是已知的(EP-B1 0 203 085，US- A 4 260 299，US-A 4 278 370)。但是这仅仅结合带角度的棒形刀片 而不与圆棒刀片有关。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，刀片孔配有一对平行的夹紧 孔，它们沿刀盘的厚度方向彼此重叠，并且各夹紧孔装有一个同样的合 适的楔装置。这使得圆棒刀片更固紧在刀盘中。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，具有至少两个圆棒刀片分别用 作外刀片及内刀片，两个圆棒刀片的刀片孔离刀盘体的中心轴线的径向 距离不同，一个或两个圆棒刀片的各楔形装置具有一牵引楔，其有朝着 刀盘体的外周边斜的楔形角，而另一圆棒刀片的各楔形装置具有一止推 楔，具有朝着刀盘体的中心轴线斜的楔形角。在这一情形下，不仅可以 达到圆棒刀片在刀盘中简单的、刚性的、牢固的夹持和定向，而且可使 外刀片及内刀片相互极靠近地绕刀盘的周边分布，因而可在刀盘中容纳 多组刀片。如果只用有牵引楔的夹紧装置或只用有止推楔的夹紧装置， 不可能达到这一优点。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，牵引楔的径向靠外端设有一螺 纹柄部，其上拧着一螺母，压对着在刀盘体的外周边绕着夹紧孔的台肩。 在这一情形下，圆棒刀片可以简单的方式通过相应地拧紧螺母固定圆棒 刀片。因此当夹紧孔在预定的位置，通过选择专门的楔紧角可简单地固 定定位面以及刀刃面的方向。

在本发明的刀盘的另一实施例中，与止推楔有关的夹紧孔的径向靠 外区域设有阴螺纹，用于接受其径向内端与止推楔可转动连接的螺纹 销。在这一情形下，与本发明的上述实施例有同样的优点，唯一的不同 是代替螺母，螺纹销必须像螺母一样拧紧，为此，螺纹销的外端可设有 六角形的孔，以用六角扳手拧。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，在螺纹销与止推楔之间的转动 连接是螺纹连接。这使夹紧楔更容易拧紧或拧松。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，在止推楔和螺纹销之间的螺纹 连接与螺纹销和阴螺纹之间的螺纹连接有不同的螺距方向。这导致了力 的放大，使得当拧松牵引楔时，它比螺纹销的运动的距离更大。相反地， 当螺纹销拧入时导致了夹紧力的放大。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，在螺纹销和止推楔之间的转动 连接有铰链型结构，因此螺纹销可以比用螺纹帮助的方式更简单的方式 与止推楔连接。但是，该实施例最好用于大的刀盘，其中铰链型转动连 接可有适当尺寸以便适当地传送力。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，所有的楔装置具有同样的楔形 角，这样方便了楔装置的存放。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，要插入刀片孔中的圆棒刀片具 有可阶段选择的楔紧角。这样，圆棒刀片的刀刃面的方向可简单的方式 根据要切齿的工件材料调节。

在本发明的刀盘的另一实施例中，夹紧孔各定向成使得形成一定位 角，其把楔形装置的夹紧面定位在刀盘体中。这使刀盘可以简单方式标 准化，也就是用标准的楔形装置。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，刀片孔的两个夹紧孔沿刀盘体 的圆周方向相互偏置。在这一情形下，可以通过把倾斜调到夹紧孔的相 互偏置，或反之可以简单方式固定圆棒刀片在刀盘中的要求的倾斜。

在本发明的刀盘的另一个实施例中，沿刀盘体的圆周方向，各刀片 孔与刀盘体的中心轴线的方向形成一倾斜角，与夹紧孔的偏置相应。这 允许所有的圆棒刀片以这一倾斜角简单地安排在刀盘体中。

下面参照附图详细说明本发明的实施例，附图中：

图1示出了本发明的刀盘的透视图，刀盘带有多个本发明的圆棒刀 片；

图2a示出了刀盘的局部剖面图，其中本发明的圆棒刀片借助牵引楔 装成外刀片，和借助止推楔装成内刀片；

图2b示出与图2a相应的刀盘的局部侧视图；

图3a-3d示出了本发明的圆棒刀片，其用作内右切刀，分别示出 一前视图，一侧视图，一顶视图及沿图3a中A-A线的剖面图；

图4a-4d示出了本发明的圆棒刀片，其用作外右切刀，分别示出 一前视图，一侧视图，一顶视图和沿图4a中A-A线的剖面图；

图5a-5d示出上面已说明的现有技术的刀盘。

图1-4中同样的部件标以同样的标号。在相应于上述的现有技术 的图5中类似的部件已以图4中同样的标号标出，但加撇号，以作区别。

图1示出了一刀盘8的透视图，刀盘8有一圆盘形的刀盘体24，其 可绕中心轴线或转动轴线22转动。刀盘体有多个刀片孔12，可插入圆 棒形刀片10。在图1所示的实施例中，本发明的刀盘有18个刀片12， 可放入18个刀片，图1中只示出了六个刀片。刀片孔12基本沿刀盘体 24的厚度方向穿过刀盘体24，或更确切地说，与刀盘体的中心轴线22 的方向一起沿着刀盘体的圆周方向形成倾角δ。倾角δ示于图2b，在所 示的实施例中为12°。在图1所示的刀盘8的实施例中，所有的刀片孔 12是一样的，并以同样的方式安排使得圆棒刀片10位于一圆上。刀盘8 可绕中心轴线10转动地设在切齿机中，其方式未示出。圆棒刀片10从 刀盘体24的端面26突出。沿圆周方向相邻的两个圆棒刀片构成一刀片 组，分别标为外刀片10A和内刀片10B。当用刀盘8在两轴线方法中切 齿，其中一个齿槽在另一个齿槽后单独切出时，圆棒刀片10设在刀片孔 12中的方式与当刀盘用来在连续的或三轴线方法中切齿，其中同时切出 一个或多个齿槽是不一样的。这些方法是已知的，不需要进一步说明。

各圆棒刀片10借助于两个夹紧装置装在刀片孔12中，在所述的刀 盘8中，这两个夹紧装置各包括一个楔形装置28，30。在所示的实施 例中，各内刀片10I与两个楔形装置28配合，而各外刀片10A与两个楔 形装置30配合。楔形装置28，30分别装在夹紧孔32，34中，它们从 刀盘体24的外周边开始沿与刀片孔12垂直的径向穿入刀盘体24中，与 刀片孔相交。图2a示出夹紧孔32，34并非正好在径向，但基本近似径 向，下面要详细说明。各楔形装置28，30具有设成专门的楔形角并可 被推顶着圆棒刀片的10的定位面38以把刀片夹在刀片孔12中的夹紧表 面36。各夹紧孔32有同样的楔形装置28，而各夹紧孔34有同样的楔 形装置30。在详细说明楔形装置的结构及圆棒刀片10夹在刀片孔12中 的方式以前，首先参照图3，4先看圆棒刀片的设计。

图3a-3d示出用作内右刀片的圆棒刀片10I，分别示出正视图， 侧视图，顶视图及沿图3a的A-A线的剖面图，图4a-4d示出了用 作外右刀片的本发明的圆棒刀片10A，分别示出正视图，侧视图，顶视 图及沿图4a中A-A线的剖面图。与刀头8相反，用于制造或加工螺旋 伞齿轮的圆棒刀片对螺旋方向是特定的，使得必须用不同的刀片来加工 左螺旋或右螺旋。图3和4所示的内外刀片分别用于右螺旋齿系统。在 本申请用标号10表示圆棒刀片，其表示内刀片10I及外刀片10A两者。 为理解本发明，对图3，4所示的圆棒刀片作共同的说明，而不分成内 外刀片的不同设计是足够。各圆棒刀片10有一刀头40，其有两排屑面 41，42及一个刀刃面43。圆棒刀片10有一刀柄44，具有圆形横截面。 它由圆形横截面的棒料制成，其中已磨出包括定位面38的上述表面。定 位面38沿着刀柄的长度沿刀刃面43的延伸及与纵向刀片轴线11平行地 形成，和用作楔形装置28或30的基本平的接合表面。在所示的最佳实 施例中，刀刃面43和定位面38位于与纵向刀片轴线11平行的一个及同 一平面中。但是，刀刃面43也可沿刀柄长度方向斜向定位面38，如图5 示出已知的圆棒刀片10′。如刀柄44的横剖面看，或从图3C，4C的顶 视图看，定位面38设成形成一个要求的前刀角α。当圆棒刀片10用作 外刀片10A或内刀片10I，刀刃面43成镜象设置，分别如图4c，4d， 图3c，3d清楚示出。当如在所示的实施例中，刀刃面43及定位面38 位于平行于纵向刀片轴线11的一个和同样的平面，和定位面因而也是刀 刃面，它在使用中不要求重磨(下面会说明)，刀刃面可有一涂层增加 刀片的寿命。使用上面提到的现有技术的已知方法通过对刀刃面进行冶 金或其它处理可得到有这种性能的涂层。

在所示的实施例中刀刃面43是一个主刀刃面，其中设有一个附加的 第二刀刃面45。作为夹紧装置的接合面，定位面基本平的设计只被这一 点稍微干扰。附加的刀刃面可按上述的现有技术或按EP-A10085176 设计及制造。为此不需要进一步理解。

第二刀刃面45在图3和4的实施例中在主刀刃面43中的槽形凹部 的底部，槽基本是矩形的。但是，第二刀刃面45也可以通过形成在离开 主刀刃面43的周边的区域中的一个凹部而形成；在这种情形下凹部可以 例如是凹形的。图2a中由虚线示出了在内切刀中的凹部45′。

再参照图2a，2b来考虑圆棒刀片10在刀片孔12中的安装。在图 2a中，可见外刀片10A和内刀片10I的刀片孔12与刀头体24的中心轴 线22隔开不同的径向距离，所有的内刀片10I位于所有的外刀片10A更 小的圆中。而且，按照图2a，外刀片10A的楔形装置28具有一个牵引 楔37，其楔紧角β斜向刀盘体24的外周边。各内刀片10I的楔形装置 30具有一止推楔39，其楔紧角朝着刀头体24的中心轴线斜，并有与牵 引楔37的楔紧角同样的尺寸，因此它有类似的标记β。牵引楔37的径 向外端设有螺纹柄部31，一螺母35可拧在其上对着在刀头体24的外周 边绕着夹紧孔32的肩部48。在刀头体24的外周边，夹紧孔32有一个 大直径的孔部50，其中螺纹柄部31的径向外部和经由垫片52紧固在肩 部48上的螺母38是埋头的。

与楔形装置30配合的夹紧孔34的径向靠外的区域设有阴螺纹54， 且容纳一无头螺钉56，该螺钉的径向内端与楔形装置30的止推楔39连 接。在图2a的实施例中，在无头螺钉56和止推楔39之间的连接是螺纹 连接。该螺纹连接存在设在止推楔的径向外端并与其成整体的无端螺钉 58与无端螺钉56的阴螺纹之间。因此无端螺钉56和58相互以螺母和螺 栓的形式连接起来，其中无端螺钉58作为螺栓，而无端螺钉56作为螺 母。因此有两个螺纹连接，一个在无端螺钉56和夹紧孔34的阴螺纹54 之间，而另一个在止推楔39的无端螺钉58和无端螺钉56的阴螺纹(未 示出)之间。该两螺纹连接有相对的螺旋方向，因而内刀片10I可容易 地固定在刀片孔12中，而当内刀片10I拧松时，止推楔可更容易地松开。 为了固定内刀片10I，通过把一个六角扳手放在无端螺钉56的外端的六 角槽(图2b)中可拧紧无端螺钉56。

在无端螺钉56和止推楔39之间的转动连接也有一个绞链形的设 计。在这一情形下，可设一个成整体的圆柱销代替止推楔39上的无端螺 钉58。该圆柱销像一个铰接销装在无端螺钉56的内孔中；这意味着它 可相对无端螺钉56转动，但不能拔出来。

在图2a中所示的夹紧孔32，34各定向成使得形成一定位角γ°以 便把楔形装置28，30的夹紧表面36定位在刀头体24中。在所示的实 施例中，各定位角γ°为20°。楔形装置28，30的楔紧角β可根据要 进行的切齿工作逐步地选择。随后选定恰当的定位角以便把楔形装置 28，30的夹紧面36定位在刀头体24中。在图2所示的最佳实施例中， 内刀片10I和外刀片10A分别设有止推楔39及牵引楔37，并设在不同 尺寸的圆中，使得更多数目的包括一内刀片和一外刀片的刀片组可容纳 在刀头体24中。如上述也可把内外刀片安排在同一圆中，如图1所示， 和使用只装有牵引楔或只装有止推楔用于内外刀片的楔形装置，或如图 2a所示的相反，使用有用于内刀片10I的牵引楔的楔紧装置和有用于外 刀片10A的止推楔的楔紧装置。这仅仅是实践的问题，和考虑进行切齿 工作的空间要求。

按照图1及2b所示，各刀片孔12的夹紧孔沿刀头体24的圆周方向 设成相互偏置。刀片孔12与刀头体24的中心轴线22的方向一起形成与 夹紧孔偏置安排相应的倾斜角δ，如上所述。在图2b中在上右方附加示 出内刀片10I的顶视图“A”。在图2A中，牵引楔沿线B-B的剖面 图在左下方附加地示出。在图2b中，只示出位于一公共面上的定位面38 及刀刃面43，因此定位面形成刀刃面，反之亦然。在图2b中未示出第 二刀刃面45。如上述在图2a中标为45′。

为了装配及固定刀盘8，插入楔形装置28，其牵引楔37横向穿过 刀片孔12并进入夹紧孔32。随后把外刀片10A插入刀片孔12中，最后 用槽扳手把螺母35拧紧而把外刀片10A固定住。在插入楔形装置30前， 可把内刀片10I插入刀片孔12中。已经部分插入夹紧孔12中的楔形装 置30被止推楔39的夹紧面36顶着内刀片10e的定位面38而顶住，在 这情形下，无端螺钉(螺纹销)56拧入夹紧孔34(如上述方式)。这 里，由于两螺纹连接的相对的螺旋，止推楔39被放大的力进一步推入夹 紧孔30中。这样，内刀片10I固定在刀片孔12中。