专利名称：通用棒材切削刀具头及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于以单齿分度法机加工锥齿轮，特别是螺旋齿锥齿轮的棒材切削刀
具头。本发明还涉及这样的通用切削刀具头的以单齿分度法机加工螺旋齿锥齿轮的用途。
背景技术：
存在各种类型的锥齿轮，这些类型的锥齿轮尤其是由于纵向齿面线的曲线而不 同。以下的锥齿轮根据纵向齿面线的曲线而不同
-直齿锥齿轮
-斜齿锥齿轮
-螺旋齿锥齿轮。 术语"螺旋齿锥齿轮"大概是来自美国，在美国这些锥齿轮通常被称作"螺旋锥齿
轮"。可能更好的是使用术语"弧齿锥齿轮"来替代螺旋齿锥齿轮，因为螺旋线已代表了弧
线的特定形式。在下文中仍使用术语"螺旋齿锥齿轮"。轴向偏置的锥齿轮也称作准双曲面
轮，当在下文中涉及锥齿轮时，它们指的是轴向偏置和轴向不偏置的两者。 在螺旋齿锥齿轮中，可有关于纵向齿面线的进一步细分-圆弧-延长的外摆线-渐开线-延长的内摆线。 圆弧齿锥齿轮具有圆弧作为纵向齿面线。圆弧齿锥齿轮用单齿分度法(也称作间 歇分度法、单齿分度工艺或铣面)来制造。在图1A中示意性地示出了单齿分度法。棒材切 削刀具头20的切削刀具21在所要生产的锥齿轮11支靠成固定角度的同时完成圆弧形式 的运动。为了制造更多的齿间隙，切削刀具头20縮回且工件11绕一分度角转动。在图1A 中以箭头A、B及C指示出步进的进一步转动(这里是逆时针的)。因此，一次总是制造一 个齿间隙。切削刀具21都沿着分度圆N安置。 扩展外摆线(也称作延长外摆线)齿锥齿轮通过连续分度法(也称作连续滚刀、 连续分度工艺或面滚刀)来制造。在用连续分度法产生外摆线的过程中，齿计数与切削刀 具头的螺纹计数(切削刀具分组的数量)的比值对应于主圆G的半径与基圆R的半径的比 值。如果其上安置切削刀具刀片的切削刀具头的标称半径大于基圆R的半径，则就是延长 的外摆线。在连续分度法中，切削刀具头24以及工件11两者都以按时间发生顺序彼此适 应的运动顺序进行转动。因此连续地执行分度且准同时地产生所有的齿间隙。在图1B中 示出相应的例子。切削刀具头24顺时针转动，而工件11逆时针转动。在图1B中可见，相 应切削刀具头24的棒材切削刀具23通常成对(成组)地设置。棒材切削机24的构造不 像在切削刀具头20中那样沿着标称圆N同心。在图1B中可见，切削刀具头24的基圆R沿 着工件11的主圆G滚动。M在这里标识切削刀具头24的中心点。 渐开线齿锥齿轮具有渐开线型的纵向齿面线。这样的锥齿轮也是通过利用截头锥形式的特殊滚刀的连续分度法来制造的。根据该原理的科林基恩伯格公司(Klingelnberg) 的方法称为Palloi(f。 以连续分度法制造的锥齿轮的例子是科林基恩伯格公司生产的SpiroflexTM和 8 &30@锥齿轮。Spirac指的是Spiroflex方法的变形。 对于用于生产锥齿轮的切削刀具头，所谓的棒材切削刀具头和仿形切削刀具头之 间是有差别的。棒材切削刀具头装有多个棒材切削刀具，每个棒材切削刀具具有一轴和一 头部区域。通过磨削棒材切削刀具可使棒材切削刀具具有所想要的形状和位置。棒材切削 刀具头比仿形切削刀具头产量更高，且棒材切削刀具可铣出一定的轮廓。与之对比，仿形切 削刀具头则装有仿形切削刀具。仿形切削刀具在修整时保持它们的形状。这些仿形切削刀 具具有与棒材切削刀具不同的形状且仅在前方被修整。使用仿形切削刀具来铣削锥齿轮的 一个优点是不需要专门的磨削机来对仿形切削刀具进行修整。例如，已知的克林根贝格铣 齿(cyclo-palloid method)法使用这种类型的仿形切削刀具来生产螺旋锥齿轮。
在棒材切削刀具头中有时会使用所谓下层板或平行板，仿形切削刀具头中也会使 用这些板，以能纠正棒材切削刀具或仿形切削刀具的径向位置。为此，这些板以不同的厚度 提供。切削刀具的位置通常可与之移位多达5mm。使用这样的板会损害切削刀具的位置精 度、切削刀具安装的稳定性以及由切削刀具头和切削刀具构成的整个构造的刚度。
有使用一组各种经检定的锥齿轮的公司和使用者。因此，经常会需要备有大零件 量的相应切削刀具头，以能按要求生产出特定的锥齿轮。如果要用新的棒材切削刀具头来 更换旧的切削刀具头，这些新的切削刀具头可接纳更新且更耐用的棒材切削刀具，并可用 在更新的锥齿轮切削机器上，则成本方面的费用就尤为高。如果所有旧的切削刀具头都必 须用相应的新切削刀具头来更换则成本是相当高的。 科林基恩伯格公司的ARCON 切削刀具头系统可代表一示例性的用于单齿分度 齿轮切削方法(单齿分度法)的高性能切削刀具头系统。3.75英寸的ARCON 切削刀具 头例如载有11个棒材切削刀具分组，每切削刀具分组具有一个内切削刀具和一个外切削 刀具。外切削刀具从齿间隙的外或凹入齿面去除材料。内切削刀具从齿间隙的内或凸出牙 侧去除材料。因此在本例中总共使用22个棒材切削刀具。使用该切削刀具头，例如可制造 模数4. 5的锥齿轮。如果需要模数2. 5的锥齿轮，则必须使用总共具有14个棒材切削刀具 的2. 5英寸的八11(:€^8切削刀具头。其它制造商的切削刀具头也可举出类似的例子。
在这里的上下文中也不应遗忘TwinBlade系统，在该系统中切削刀具产生整个齿 间隙，该系统仅能应用于所谓的单齿分度中的完工(completing)工艺中。
这些例子可证明，对于许多使用者来说工具上的花费可能是太高太昂贵的。
发明内容
因此，本发明基于提供一种成本经济的方案的目的，该成本经济的方案允许利用 最少的可能工具来制造各种螺旋齿锥齿轮。 根据本发明，上述目的可通过如权利要求1所述的棒材切削刀具头来实现。本发 明的有利实施例形成从属权利要求的主题。上述目的也可通过如权利要求8所述的权利要 求来实现。 根据本发明的一种棒材切削刀具头设计成接纳第一棒材切削刀具组和第二棒材切削刀具组的多个棒材切削刀具。棒材切削刀具头具有用于接纳第一棒材切削刀具组的n 个棒材切削刀具的n个前侧接纳开口 。这n个接纳开口都沿着具有第一切削刀具头标称半 径的第一同心切削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中使用这n个棒材切削刀具来铣 削第一螺旋齿锥齿轮。棒材切削刀具头还至少具有用于接纳第二棒材切削刀具组的m个棒 材切削刀具的m个接纳开口 ，这m个接纳开口都沿着具有第二切削刀具头标称半径的第二 同心切削刀具头标称圆设置。如果棒材切削刀具头装有第二棒材切削刀具组的m个棒材切 削刀具，则可在单齿分度法中铣削第二螺旋齿锥齿轮。n和m是大于或等于二的整数，且第 二切削刀具头标称半径大于第一切削刀具头标称半径。 —种根据本发明的这样的棒材切削刀具头的用途规定，该棒材切削刀具头用于制 造具有不同齿几何形状的螺旋齿锥齿轮。为了能产生不同的齿几何形状，需要具有不同切 削刀具头标称半径的棒材切削刀具头这是因为，切削刀具头标称半径对齿的几何形状和所 要求的机器设定有很大的影响。棒材切削刀具头包括用于接纳第一切削刀具组的n个棒材 切削刀具的n个接纳开口，这n个接纳开口都沿着具有第一切削刀具头标称半径的第一同 心切削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中使用这n个棒材切削刀具来铣削第一螺旋 齿锥齿轮。此外，棒材切削刀具头至少包括用于接纳第二切削刀具组的m个棒材切削刀具 的m个接纳开口，这m个接纳开口都沿着具有第二切削刀具头标称半径的第二同心切削刀 具头标称圆设置，以能在单齿分度法中仅使用这m个棒材切削刀具来铣削第二螺旋齿锥齿 轮。n和m是大于或等于二的整数，且第二切削刀具头标称半径大于第一切削刀具头标称半 径。 从各从属权利要求可推断出本发明的有利实施例。 下面列出本发明的若干优点。根据本发明的切削刀具头可灵活使用却仍保持传统 棒材切削刀具头的高精度。之所以可实现高精度是因为在各个切削刀具头标称半径处设有 用于接纳棒材切削刀具的高精度凹进部。每个凹进部例如可采用电蚀来精确地施加在所想 要的位置。这些凹进部各仅如它们为了接纳棒材切削刀具而必须的那样大。因为仅需要相 对较小的凹进部，可基本上保持所以切削刀具头的刚度。如果设置较长的径向定向的凹进 部，则刚度会显著地降低。 根据本发明的较佳切削刀具头进一步的特征是它们实施为基本一体。
附图标记一览表是本公开文本的一部分。
结合地和综合地描述附图。下文将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。附 图有 图1A单齿分度法的示意图； 图IB连续分度法的示意图； 图2锥齿轮型小齿轮的示意性侧视图； 图3锥齿轮切削机器的立体图； 图4根据本发明的第一切削刀具头的示意性俯视图； 图5根据本发明的第二切削刀具头的示意性俯视图； 图6A根据本发明的第三切削刀具头的示意性俯视 图6B根据本发明的第三切削刀具头的俯视详图； 图6C根据本发明的第三切削刀具头的剖视详图(剖面A-A) 图6D根据本发明的第三切削刀具头的侧视详图； 图6E根据本发明的第三切削刀具头的立体图。
具体实施例方式
结合本描述使用术语，这些术语也用于相关的公报和专利中。不过，应予注意的 是，使用这些术语仅仅是用来更好地进行理解。本发明的构思和权利要求书的保护范围不 应被特定的术语选择限制在它们的范围内。本发明可容易地转换到其它术语系统和/或专 业领域。术语将合适地应用于其它的专业领域。 在图2中示出螺旋齿锥齿轮的示意性侧视图。这是具有螺旋状纵向齿面线的锥齿 轮型小齿轮ll。本发明也可应用于生产其它锥齿轮型小齿轮ll和冠状齿轮(例如准双曲 面锥齿轮)，它们可用单齿分度法来生产。 图3示出用于切削锥齿轮11，较佳的是螺旋齿锥齿轮型小齿轮11和螺旋齿型冠状 齿轮的相应CNC(计算机数控)机器100(也称作锥齿轮切削机器)的基本结构。
CNC机器100可以构造如下。机器壳体110沿着线性坐标轴X(第一轴线)在机器 床身106上被水平和线性地引导。第一滑架利用心轴驱动装置101沿着线性坐标轴Z(第 二轴线)在导向件105上垂向可动，导向件105附连于机器壳体110的侧向面。具有第二 滑架108的工件心轴载架沿着线性坐标轴Y(第三轴线)在机器床身104上的导向件107 上被水平和线性地导向，坐标轴Y在图3所示的CNC机器100中垂直于X轴。具有垂向轴 线C(第四轴线)的第一枢转装置109位于滑架108上。第一滑架103的导向件105和Z 轴在图3所示的CNC机器100中相对于垂向倾斜。 第一滑架103载有工具心轴lll，该工具心轴111安装成可围绕工具心轴的轴线 102(第五轴线)转动。工具心轴lll装有工具，该工具在这里例如是具有多个棒材切削刀 具21的切削刀具头20。工件心轴112通过第二滑架108和第一枢转装置109在机器床身 106上被水平地导向并可线性移位和/或可枢转。第一枢转装置109载有工件心轴112，该 工件心轴可围绕工件心轴轴线113(第六轴线)转动。工件心轴112载有工件11，该工件在 本例中是螺旋齿锥齿轮型小齿轮11。第一枢转装置109可围绕C轴线被可枢转地水平导 向，以将工件11枢转到机加工位置。工件心轴112可设有用于夹紧工件11的夹紧装置。
现将基于图4来说明本发明的原理。示出棒材切削刀具头20的示意性俯视图， 该切削刀具头设计成用于接受两个不同切削刀具组的棒材切削刀具。在位置1设置接纳 开口 25. 1用于第一切削刀具组的外切削刀具。用于该切削刀具组的内切削刀具的接纳开 口 25.2位于位置5处。该第一切削刀具组的两个棒材切削刀具(即n二 2)或接纳开口 25. 1、25. 2位于具有切削刀具头标称半径rl的同心切削刀具头标称圆上。例如，rl在这里 是3.75" /2(= 1.875英寸=47.62毫米)。同心的切削刀具头标称圆都具有共同的中心 点，该中心点与棒材切削刀具头20的工具心轴轴线102重合。该切削刀具组的两个棒材切 削刀具形成一所谓的切削刀具分组。 一棒材切削刀具分组可包括多个切削刀具分组，如下 文将解释的。 此外，棒材切削刀具头20的突出之处在于其包括用于具有两个棒材切削刀具(即m= 2)的至少一个另外的切削刀具组(称作第二切削刀具组)的接纳开口 26. 1、26.2。接 纳开口 26. 1设置在位置3用于第二切削刀具组的外切削刀具。用于该第二切削刀具组的 内切削刀具的座开口 26. 2位于位置7处。第二切削刀具组的两个棒材切削刀具或接纳开 口 26. 1、26. 2位于具有切削刀具头标称半径r2的同心切削刀具头标称圆上。例如，r2在 这里是5" /2( = 2.5英寸=63.5毫米)。 如图4中所示的这样的切削刀具头20可替代两个现有的切削刀具头(一 3. 75〃 和一5〃的切削刀具头)。如果切削刀具头装有第一切削刀具组的棒材切削刀具，在可制造 具有第一齿几何形状的第一锥齿轮11。如果该切削刀具头装有第二切削刀具组的棒材切削 刀具，则可制造具有不同齿几何形状的第二锥齿轮。 不过，这样的新型通用切削刀具头20的生产率并非很高，这是因为一次仅使用具 有一个切削刀具分组的一个切削刀具组。 基于以下的附图，本发明的意义会变得更加清楚。在图5中示出了另一实施例的 例子。这是这样的一个棒材切削刀具头20，它具有n = 6个用于第一切削刀具组的棒材切 削刀具的接纳开口 25. 1-25. 6以及m = 6个用于第二切削刀具组的棒材切削刀具的接纳开 口 26. 1-26. 6。第一切削刀具组的外切削刀具被接纳在位置1处的接纳开口 25. 1、25. 3、 25. 5中。第一切削刀具组的内切削刀具被接纳在位置5处的接纳开口 25. 2、25. 4、25. 6中。 第二切削刀具组的外切削刀具被接纳在位置3处的接纳开口 26. 1、26.3、26.5中。第二切 削刀具组的内切削刀具被接纳在位置7处的接纳开口 26.2、26.4、26.6中。第一切削刀具 组和第二切削刀具组各包括三个切削刀具分组，每个切削刀具分组由一个内切削刀具和一 个外切削刀具构成。 由于显著增大的切削刀具分组数量，该切削刀具头的生产率要高于图4中所示的 切削刀具头20。 在图6A中示意性地示出了另一实施例的例子。这是这样的一个棒材切削刀具头 20，它具有n = 6个用于第一切削刀具组的棒材切削刀具的接纳开口 25. 1-25. 6、 m = 6个 用于第二切削刀具组的棒材切削刀具的接纳开口 26. 1-26. 6、k = 6个用于第三切削刀具组 的棒材切削刀具的接纳开口 27. 1-27. 6、以及j = 6个用于第四切削刀具组的棒材切削刀具 的接纳开口 28. 1-28.6。 第一切削刀具组的外切削刀具被接纳在位置1处的接纳开口 25. 1、25. 3、25. 5中。 第一切削刀具组的内切削刀具被接纳在位置5处的接纳开口 25.2、25.4、25.6中。第二切 削刀具组的外切削刀具被接纳在位置3处的接纳开口 26. 1、26.3、26.5中。第二切削刀具 组的内切削刀具被接纳在位置7处的接纳开口 26.2、26.4、26.6中。第三切削刀具组的外 切削刀具被接纳在位置2处的接纳开口 27. 1、27.3、27.5中。第三切削刀具组的内切削刀 具被接纳在位置6处的接纳开口 27.2、27.4、27.6中。第四切削刀具组的外切削刀具被接 纳在位置4处的接纳开口 28. 1、28.3、28.5中。第四切削刀具组的内切削刀具被接纳在位 置8处的接纳开口 28. 2、28. 4、28. 6中。 切削刀具组各包括三个切削刀具分组，每个切削刀具分组由一个内切削刀具和一 个外切削刀具构成。 该第一切削刀具组的接纳开口 25. l-25.6位于具有切削刀具头标称半径rl的同 心切削刀具头标称圆上。例如，rl在这里是3.75" /2( = 1.875英寸=47.63毫米)。第二切削刀具组的接纳开口 26. l-26.6位于具有切削刀具头标称半径r2的同心切削刀具 头标称圆上，r2例如等于5〃 /2( = 2.5英寸=63.5毫米)。第三切削刀具组的接纳开 口 27. l-27.6位于具有切削刀具头标称半径r3的同心切削刀具头标称圆上，r3例如等于 4.375〃 /2( = 2. 1875英寸=55.56毫米)。第四切削刀具组的接纳开口 28. 1-28. 6位于 具有切削刀具头标称半径r4的同心切削刀具头标称圆上，r4例如等于6〃 /2( = 3英寸= 76. 2毫米)。 根据本发明的棒材切削刀具头20 —般设计成用于接纳第一棒材切削刀具组的多 个棒材切削刀具，该棒材切削刀具头20具有用于接纳该第一棒材切削刀具组的n个棒材切 削刀具的n个接纳开口 25. 1-25. n。第一切削刀具组的n个棒材切削刀具都沿着具有第一 切削刀具头标称半径rl的第一同心切削刀具头标称圆设置。如果棒材切削刀具头20装有 第一切削刀具组的n个棒材切削刀具，则可在单齿分度法中用它们来铣削第一螺旋齿锥齿 轮。棒材切削刀具头20还至少具有用于接纳第二切削刀具组的m个棒材切削刀具的m个 接纳开口。第二切削刀具组的这m个棒材切削刀具都沿着具有第二切削刀具头标称半径r2 的第二同心切削刀具头标称圆设置，以在单齿分度法中仅使用这m个棒材切削刀具就能铣 削第二螺旋齿锥齿轮。所述数量n和m是大于或等于二的整数。例如，如果n等于六(参 见图5)，则用于接纳第一切削刀具组的三个内切削刀具的接纳开口 25. 1、25.3、25.5的相 互角度间隔为120° 。用于接纳第一切削刀具组的三个外切削刀具的接纳开口 25. 2、25. 4、 25.6的相互角度间隔为120° 。用于内切削刀具的接纳开口25. l与随后(相邻)的用于外 切削刀具的接纳开口 25.6之间的角度间隔为360° /n，即角度是60。。如果m也等于六， 则关于角度规定的该陈述也类似地适用于接纳开口 26. 1-26.6.第二切削刀具组的三个内 切削刀具的相互角度间隔为120° ，且第二切削刀具组的三个外切削刀具的相互角度间隔 也为120° 。 例如，如果使用n = 6个棒材切削刀具，则这些棒材切削刀具中的三个可以是内切 削刀具且三个是外切削刀具。在该情况下，各具有一个内切削刀具和一个外切削刀具的三 个切削刀具分组用作第一切削刀具组。 不过，也可使用两个内切削刀具、两个外切削刀具以及两个粗加工刀片来切削齿 间隙基部。在该情况下，各切削刀具组包括一个内切削刀具、一个外切削刀具以及一个粗加 工刀片。不过，也可以是两个作为精加工刀片的内切削刀具、两个作为精加工刀片的外切削 刀具以及两个作为粗加工切削刀具的粗加工刀片。在该情况下，各切削刀具组包括一个内 切削刀具、一个外切削刀具以及一个精加工刀片。 这些类型的切削刀具成各种切削刀具分组的分布可用于本发明的所有实施例中。
用于接纳第二切削刀具组的m = 6个棒材切削刀具的接纳开口 26. 1_26. 6相对于 用于接纳第一切削刀具组的n二6个棒材切削刀具的接纳开口 25. 1-25.6偏移至少15°的 角度。例如，在图5中，用于第一切削刀具组的外切削刀具(位置1)的接纳开口25. l与用 于第二切削刀具组的外切削刀具(位置3)的接纳开口 26. l之间的角度间隔是90。。用于 第一切削刀具组的外切削刀具(位置1)的接纳开口 25. 1与用于第二切削刀具组的内切削 刀具(位置7)的接纳开口 26.4之间的角度间隔是30° 切削刀具头20较佳的是分成15°的角度量，以使各种接纳开口彼此偏置。
在图6B中示出一示例性切削刀具头20的所有尺寸，该切削刀具头可接纳总共四个切削刀具组，每个组套具有六个棒材切削刀具(分成三个切削刀具分组)。对各种接纳开 口的各自角度以及从中心点(轴线102)到特定最近点的半径(以毫米计)都作出了规定。
根据本发明的切削刀具头较佳的是设有径向延伸的螺钉，以能将各个棒材切削刀 具固定在相应的插孔开口中。这些螺钉安置在具有内螺纹的径向延伸的固定孔中。各个具 有内螺纹的固定孔的位置在图6B中以双线指示出，这些双线从切削刀具头20的外周径向 向内延伸到接纳开口。较佳的是每个棒材切削刀具使用两个夹紧螺钉。这两个夹紧螺钉在 轴向(对角地)上一个位于另一个之后地设置。夹紧螺钉压抵在棒材切削刀具上并确保其 非主动的固定。 在图6C中示出沿着图6B的线A-A的剖面。在图6C的上部区域示出两个固定孔 31. 1、31.2，这两个固定孔与接纳开口 25. l(在位置1)相关联。在图6B的下部区域中的两 个固定孔31. 1、31. 2与接纳开口 25. 2 (在位置5)相关联。 如通常的情况那样，切削刀具头20具有基本上圆柱形对称的基本形状，并具有板 状头部区域30和圆柱形后部区域32。在中心设有中心孔33，以能将切削刀具头20固定在 工具心轴上(例如图2中所示的心轴驱动装置101上)。 接纳开口较佳的是实施成它们对角地延伸穿过切削刀具头20。接纳开口因此在头 部区域30的前侧以及后侧34上都是可见的。 这些接纳开口的对角形状示于图6D中。用于夹紧螺钉的固定孔31. 1、31.2因此
稍稍沿轴向倾斜地一个位于另一个上方。 在图6E中可以看到，通过棒材切削刀具的倾斜而产生切削刀具头20的拼合式后 侧32。在后侧上可看到接纳开口的各个开槽的延伸部。这样的槽在图6E中由附图标记35 标识。 在根据本发明的切削刀具头20中，较佳的是将精密制造的槽用作接纳开口，以精
确地径向和角度固定棒材切削刀具的位置。接纳开口形成所谓的切削刀具室，用于对这些
位置进行精确的径向和角度固定并用于例如利用夹紧螺钉固定棒材切削刀具。 较佳的是在在切削刀具室中放置间隔板，以能在特定的接纳开口中以小的步长
(对应于间隔板的厚度)径向移位棒材切削刀具。采用也称作平行板的间隔板的该方法已
为人们所知一段时间，并已用于较早的切削刀具头。 也可以使用夹紧楔来定位和固定棒材切削刀具，这些夹紧楔较佳的是相对于切削 刀具头20的轴线沿对角方向地插入接纳开口中。 棒材切削刀具通常具有矩形或棱形横截面的切削刀具轴。切削刀具头20的接纳 开口因此具有较佳的是互补的相应横截面。不过，切削刀具轴也可以具有凹入或凸出的表 面。在这种情况下，接纳开口的形状较佳的是也相应地适配。 根据本发明的切削刀具头20的外径由可容纳在切削刀具头20上的最大的切
削刀具头标称直径来得到。如果最大的切削刀具头标称直径例如是7.5" (7.5英寸=
190. 5毫米)，则上述外径较佳的是大致268毫米。如果最大的切削刀具头标称直径例如是
3. 75〃 (3. 75英寸=95. 25毫米)，则上述外径较佳的是大致165毫米。 本发明涉及在单齿分度法(根据图1A的原理)中采用的通用切削刀具头20。这
样的切削刀具头20的棒材切削刀具21在待生产的锥齿轮11支靠在固定的角度位置时完
成一螺旋状的运动。在一个铣 通过行程中，机加工齿间隙直到最终几何形状形成为止。为了制造更多的齿间隙，切削刀具头20縮回且工件11转动一分度角。因此，一次总是制造一 个齿间隙。 在一尤佳的实施例中，接纳开口 (槽)可以在几何形状上与传统的切削刀具头的 接纳开口 (槽)相同。该实施例的优点在于，由于对于相同锥齿轮齿具有相等的切削刀具 头标称半径，所以棒材切削刀具可在传统的切削刀具头与根据本发明的通用切削刀具头24 之间进行互换。不过，根据本发明的切削刀具头24所接纳的棒材切削刀具要比传统的切削 刀具头少。该实施例的优点在于，显著地简化了计算和数据存储以及存放和处理。
本发明特别是还可应用于所谓的完工法(例如在TwinBlade系统中)和准完工 法。完工法是一种用于批量生产的单齿分度法。完工法相对于其它单齿分度法的突出之处 在于其较高的生产率。 当然，本发明也可以应用于4个以上的标称半径切削刀具分组，只要其中的凹陷 部数量不会危及切削刀具头的稳定性即可。附图标记列表第一切削刀具分组的外切削刀具的位置1第三切削刀具分组的外切削刀具的位置2第二切削刀具分组的外切削刀具的位置3第四切削刀具分组的外切削刀具的位置4第一切削刀具分组的内切削刀具的位置5第三切削刀具分组的内切削刀具的位置6第二切削刀具分组的内切削刀具的位置7第四切削刀具分组的内切削刀具的位置8锥齿轮型小齿轮11棒材切削刀具头20棒材切削刀具21切削刀具头24用于第一切削刀具分组的棒材切削刀具的接纳开口25. 1-25用于第二切削刀具分组的棒材切削刀具的接纳开口26. 1-26用于第三切削刀具分组的棒材切削刀具的接纳开口27. 1-27用于第四切削刀具分组的棒材切削刀具的接纳开口28. 1-28板状头部区域30用于夹紧螺钉的螺钉开口31. 1，31圆柱形后部区域32中心孔33后侧34槽35CNC机器100心轴驱动装置101工具心轴轴线102第一滑架103
机器床身 104 导向件 105 机器床身 106 第二滑架 108 枢转装置 109 机器壳体 110 工具心轴 111 工件心轴 112 工件心轴轴线 113 第一切削刀具分组的棒材切削刀具的数量 n 第二切削刀具分组的棒材切削刀具的数量 m 第三切削刀具分组的棒材切削刀具的数量 k 第四切削刀具分组的棒材切削刀具的数量 j 第一分度转动 A 第二分度转动 B 第三分度转动 C 主圆 G 切削刀具头中心点 M 基圆 R
权利要求
用于在前侧接纳第一切削刀具组的多个棒材切削刀具的棒材切削刀具头(20)，所述棒材切削刀具头(20)具有用于接纳所述第一切削刀具组的n个棒材切削刀具的n个接纳开口(25.1-25.6)，所述n个接纳开口都沿着具有第一切削刀具头标称半径(r1)的第一同心切削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中使用这n个棒材切削刀具来铣削第一螺旋齿锥齿轮(11)，其特征在于，所述棒材切削刀具头(20)还至少具有用于接纳第二切削刀具组的m个棒材切削刀具的m个接纳开口(26.1-26.6)，所述m个接纳开口都沿着具有第二切削刀具头标称半径(r2)的第二同心切削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中仅使用这m个棒材切削刀具来铣削第二螺旋齿锥齿轮，n和m是大于或等于二的整数，且所述第二切削刀具头标称半径(r2)大于所述第一切削刀具头标称半径(r1)。
2. 如权利要求l所述的棒材切削刀具头(20)，其特征在于，所述棒材切削刀具头(20)还至少具有用于接纳第三切削刀具组的k个棒材切削刀 具的k个接纳开口 (27. 1-27. 6)，所述k个接纳开口都沿着具有第三切削刀具头标称半径 (r3)的第三同心切削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中仅使用这k个棒材切削刀具 来铣削第三螺旋齿锥齿轮，k是大于或等于二的整数。
3. 如权利要求2所述的棒材切削刀具头(20)，其特征在于，所述棒材切削刀具头(20)还至少具有用于接纳第四切削刀具组的j个棒材切削刀 具的j个接纳开口 (28. 1-28. 6)，所述j个接纳开口都沿着具有第四切削刀具头标称半径 (r4)的第四同心切削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中仅使用这j个棒材切削刀具 来铣削第四螺旋齿锥齿轮，j是大于或等于二的整数。
4. 如前述权利要求之一所述的棒材切削刀具头(20)，其特征在于，_n等于六，用于接纳所述第一棒材切削刀具组的n = 6个棒材切削刀具的所述接纳开 口 (25. 1-25.6)具有60°的相互角度间隔；_m等于六，用于接纳所述第二棒材切削刀具组的m = 6个棒材切削刀具的所述接纳开 口 (26. 1-26.6)具有60°的相互角度间隔；并且用于接纳所述第二棒材切削刀具组的m二 6个棒材切削刀具的所述接纳开口 (26. 1-26. 6)相对于用于接纳所述第一棒材切削刀具组的n = 6个棒材切削刀具的所述接 纳开口 (25. 1-25.6)偏移至少15°的角度。
5. 如前述权利要求1至3之一所述的棒材切削刀具头(20)，其特征在于，-n等于六，用于接纳所述第一棒材切削刀具组的n = 6个棒材切削刀具的所述接纳开 口 (25.1-25.6)具有60°的相互角度间隔，所述接纳开口 (25.1-25.6)总是沿着所述第一 同心切削刀具头标称圆交替地布置以接纳外切削棒材切削刀具和内切削棒材切削刀具。-m等于六，用于接纳所述第二棒材切削刀具组的m = 6个棒材切削刀具的所述接纳开 口 (26.1-26.6)具有60°的相互角度间隔，所述接纳开口 (26.1-26.6)总是沿着所述第二 同心切削刀具头标称圆交替地布置以接纳外切削棒材切削刀具和内切削棒材切削刀具。用于接纳所述第二棒材切削刀具组的m二 6个棒材切削刀具的所述接纳开口 (26. 1-26. 6)相对于用于接纳所述第一棒材切削刀具组的n = 6个棒材切削刀具的所述接 纳开口 (25. 1-25.6)偏移至少15°的角度。
6. 如与权利要求2组合的权利要求5所述的棒材切削刀具头(20)，其特征在于，-k等于六，用于接纳所述第三棒材切削刀具组的k = 6个棒材切削刀具的所述接纳开口 (27.1-27.6)具有60°的相互角度间隔，所述接纳开口 (27.1-27.6)总是沿着所述第三 同心切削刀具头标称圆交替地布置以接纳外切削棒材切削刀具和内切削棒材切削刀具。
7. 如与权利要求3组合的权利要求5所述的棒材切削刀具头(20)，其特征在于，-j等于六，用于接纳所述第四棒材切削刀具组的j = 6个棒材切削刀具的所述接纳开 口 (28.1-28.6)具有60°的相互角度间隔，所述接纳开口 (28.1-28.6)总是沿着所述第四 同心切削刀具头标称圆交替地布置以接纳外切削棒材切削刀具和内切削棒材切削刀具。
8. 用于制造具有不同齿几何形状的螺旋齿锥齿轮(11)的棒材切削刀具头(20)的用 途，所述棒材切削刀具头(20)包括_用于接纳第一切削刀具组的n个棒材切削刀具的n个接纳开口 (25. 1-25. 6)，所述 n个接纳开口都沿着具有第一切削刀具头标称半径(rl)的第一同心切削刀具头标称圆设 置，以能在单齿分度法中使用这n个棒材切削刀具来铣削第一螺旋齿锥齿轮(11);其特征在于，所述棒材切削刀具头(20)还包括-至少是用于接纳第二切削刀具组的m个棒材切削刀具的m个接纳开口 (26. 1-26.6)， 所述m个接纳开口都沿着具有第二切削刀具头标称半径(r2)的第二同心切削刀具头标称 圆设置，以能在单齿分度法中仅使用这m个棒材切削刀具来铣削第二螺旋齿锥齿轮，n和m 是大于或等于二的整数，且所述第二切削刀具头标称半径(r2)大于所述第一切削刀具头 标称半径(rl)。
9. 如权利要求8所述的用途，其特征在于，所述棒材切削刀具头(20)还包括 -至少是用于接纳第三切削刀具分组的k个棒材切削刀具的k个接纳开口(27. l-27.6)，所述k个接纳开口都沿着具有第三切削刀具头标称半径(r3)的第三同心切 削刀具头标称圆设置，以能在单齿分度法中仅使用这k个棒材切削刀具来铣削第三螺旋齿 锥齿轮，k是大于或等于二的整数。
10. 如权利要求8或9所述的用途，其特征在于，所述第一螺旋齿锥齿轮(11)的齿的几 何形状与所述第二螺旋齿锥齿轮和/或所述第三螺旋齿锥齿轮的齿的几何形状不同。
全文摘要
本发明提供一种用于接纳第一切削刀具组的多个棒材切削刀具的棒材切削刀具头(20)，该棒材切削刀具头(20)具有用于接纳第一切削刀具组的n个棒材切削刀具的n个接纳开口(25.1-25.6)，这n个接纳开口都沿着具有第一切削刀具头标称半径(r1)的第一同心切削刀具头标称圆设置。在这样的构造中，可在单齿分度法中铣削第一螺旋齿锥齿轮(11)。棒材切削刀具头(20)还具有用于接纳第二切削刀具组的m个棒材切削刀具的m个接纳开口(26.1-26.6)，这个接纳开口都沿着具有第二切削刀具头标称半径(r2)的第二同心切削刀具头标称圆设置。在该具有m个棒材切削刀具的构造中，可铣削第二螺旋齿锥齿轮。因此，它是一个通用的切削刀具头(20)。
文档编号B23F9/00GK101722336SQ20091020796
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月29日 优先权日2008年10月30日
发明者A·杜瑞 申请人:科林基恩伯格股份公司