专利名称：圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工工具，特别涉及一种加工高速重载齿轮的圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀。
背景技术：
在本发明之前，如图1所示的是普通留磨滚刀基准齿形，刀具齿顶为一直线，齿顶两端有R＝0.2-0.3mn的圆角且与主切削刃相切，采用这种普通留磨滚刀加工、制造高速重载齿轮存在齿轮齿根部过渡曲线加根部直线与齿部渐开线圆滑连接，以及该齿轮滚加工后经渗碳淬火磨削加工时齿根部产生磨削台阶及齿根部为一直线的技术缺陷，且一直没有得到很好解决，如图2所示，滚切后齿轮渐开线齿面1、齿轮分度圆2、齿根过渡曲线3(近似圆弧)、磨削后齿轮的渐开线齿面5、齿轮齿面单边磨削量4，渗碳淬火磨削加工后的齿轮齿形如图3所示，磨削产生的磨削台阶I，该处为应力集中源，受载后容易在该处折断。用普通滚刀滚切后的齿形在齿部为一直线两齿角处曲率半径很小的过渡曲线相连接，这样的齿部连续的曲线自然在磨削后产生磨削台阶，而高速重载齿轮两大技术要求1.齿根部为一完整的圆滑曲线(过渡曲线)与齿面渐开线圆滑连接2.磨削后不允许产生磨削台阶，所以必须重新设计一种刀具的基准齿形来克服上述缺陷，满足高速重载齿轮的要求。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述缺陷，设计一种圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀。
本发明的技术方案是 圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀，其主要技术特征在于圆头留磨滚刀齿顶为圆弧，圆弧通过过渡刃与主切削刃相连接，圆弧设计值 R＝[(πmn/4+(δ-Δ)-cosα-1.4mntgα)]tg(45°+α/2) 其中，δ为突起量，Δ为留磨量，(δ-Δ)为突起量与留磨量之差，α为主切削刃压力角α。
本发明的优点和效果在于该刀具顶部R圆弧滚齿时在齿轮根部，根据展成加工原理形成过渡曲线(近似圆弧)，从而满足了高速重载齿轮根部圆滑过渡要求所需的一段圆弧，与此同时R在设计时已经予留了避免产生磨削台阶作用的突起量(δ-Δ)，突起量的存在在切齿时预先有挖根作用，所以磨削时不产生磨削台阶，从而解决了高速重载齿轮制造时两大技术缺陷和难题。
本发明的其它优点和效果将在下面继续描述。
图1——普通留磨滚刀的基准齿形示意图。
图2——普通留磨滚刀滚齿加工后的齿轮齿形示意图。
图3——普通留磨滚刀加工后的齿轮经渗碳淬火磨削加工后的齿轮齿形示意图。
图4——本发明圆头留磨滚刀基准齿形示意图。
图5——本发明圆头留磨滚刀滚切后的齿轮齿形示意图。
图6——本发明渗碳淬火磨削后的齿轮齿形示意图。
图7——本发明圆头留磨自倒角滚刀的基准齿形示意图。
图8——本发明圆头留磨自倒角滚刀滚切的齿轮齿形示意图。
具体实施例方式 如图4所示，R圆弧6、过渡刃7、主切削刃8、过渡刃压力角α9、主切削刃压力角α10、留磨量Δ11、突起量δ12，其设计值为 R＝[(πmn/4+(δ-Δ)-cos α-1.4mntgα)]tg(45°+α/2) 该R半径数值设计时予留了避免产生磨削台阶的磨削突起量δ12，刀具齿顶为一R圆弧6，通过过渡刃7与主切削刃8相联接，过渡刃压力角9α’＝α/2，该值是综合考虑后的设计值，它既保证了过渡刃7在制造时有一定的侧后角，又不使过渡刃过长所引起的渐开线齿面展开长度不够的缺陷，主切削刃8为压力角α10＝α的斜线，主要起展成渐开线齿面的作用且渐开线压力角等于α，留磨量Δ11为刀具切削齿轮的留磨量，突起量δ12为避免产生磨削台阶面子留的突起量，由刀具R半径值实现；该刀具顶部的圆弧6滚齿时在齿轮根部，根据展成加工原理形成过渡曲线(近似圆弧)，使高速重载齿轮根部得到所需的一段圆弧，与此同时在圆弧6的设计时就已经予留量了避免产生磨削台阶作用的突起量δ12与留磨量Δ11之差(δ-Δ)，该(δ-Δ)之差的存在在切齿时预先有挖根作用，所以磨削时不会产生磨削台阶，避免了应力集中的缺陷，如图5、图6所示。
如图7所示，为减少工序，节省劳动力和成本，在圆头留磨滚刀上设置自倒角切削刃13，形成圆头留磨自倒角滚刀，在距刀具齿顶处(2.2mn-2.65mn范围内)为压力角＝45°的斜角切削刃13，压力角α”14＝45°，由于斜切削刃的压力角为45°，故滚齿时自动对齿轮的齿顶两侧进行倒角加工，滚切结束，齿顶倒角自动完成。
图8是圆头留磨自倒角滚刀滚切的齿轮齿形，阴影III处为轮齿齿形，齿顶处有自动形成的(0.2-0.25)mnX45°的倒角；阴影IV处为刀具；刀具是在图5刀具的基础上对刀具功能的进一步拓展，它除具有图5刀具的功能外，又增加了对齿轮齿顶自动倒角的功能，有很强的实用价值。图7自倒角滚刀与图4刀具的区别仅在于增加了压力角＝45°的斜切削刃，其它各部与图4相同，它具有图4刀具滚切后齿根圆滑过渡及磨削后无磨削台阶功能的同时增加了齿顶的倒角功能。
使用本发明圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀能够完全满足高速重载齿轮的制造要求，由其制造的高速重载齿轮线速度已达到148m/sec，转速达到5.5万转/min，瞬时转速达到6.7万转/min，最大齿轮箱的转动功率达到5.5万千瓦。
本发明请求保护的范围并不仅仅局限于本具体实施方式
的描述。
权利要求
1.圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀，其特征在于圆头留磨滚刀齿顶为圆弧，圆弧通过过渡刃与主切削刃相连接，圆弧设计值
R＝[(πmn/4+(δ-Δ)-cosα-1.4mntgα)]tg(45°+α/2)
其中，δ为突起量，Δ为留磨量，(δ-Δ)为突起量与留磨量之差，α为主切削刃压力角α。
2.根据权利要求1所述的圆头留磨自倒角滚刀，其特征在于在距刀具齿顶2.2-2.65ma处设置压力角α”为45°的斜角切削刃。
全文摘要
本发明涉及圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀，是一种加工高速重载齿轮的圆头留磨滚刀及圆头留磨自倒角滚刀。本发明结构是圆头留磨滚刀齿顶为圆弧，圆弧通过过渡刃与主切削刃相连接，圆弧设计值R＝[(πmn/4+(δ-Δ)-cosα-1.4mntgα)]tg(45°+α/2)，其中，δ为突起量，Δ为留磨量，(δ-Δ)为突起量与留磨量之差，α为主切削刃压力角α。本发明解决了采用这种普通留磨滚刀加工、制造高速重载齿轮存在齿轮齿根部过渡曲线加根部直线与齿部渐开线连接，以及该齿轮滚加工后经渗碳淬火磨削加工时齿根部产生磨削台阶及齿根部为一直线的技术缺陷。本发明具有满足高速重载齿轮根部圆滑过渡要求所需的一段圆弧，及避免产生磨削台阶。
文档编号B23F21/16GK101269425SQ200810024759
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月13日 优先权日2008年5月13日
发明者唐永贵, 杨孟云, 章宇顺 申请人:南京金鑫传动设备有限公司