一种用于数控强力刮齿加工的斜齿刮齿刀具的制作方法

文档序号:9638803
一种用于数控强力刮齿加工的斜齿刮齿刀具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及数控加工刀具技术领域,具体为一种用于数控强力刮齿加工的斜齿刮 齿刀具。
【背景技术】
[0002] 目前,齿轮切削加工技术向着高精度、高效率、绿色环保的方向发展,传统的齿轮 加工方法,例如滚齿加工方法和插齿加工方法等,已经不能满足上述要求,因此迫切需要研 究开发齿轮加工的新工艺和新技术。
[0003] 强力刮齿加工技术是一种全新概念的齿轮切削加工方法,其生产效率要高于传统 的齿轮加工方法。尤其是在小模数内齿轮的加工过程中,相对于传统的滚齿和插齿加工方 法,强力刮齿加工技术的生产效率可提高4倍以上,而且还可以将加工精度也提高1-2个等 级。
[0004] 其中,刮齿刀具是强力刮齿加工系统中的重要组成部分,而且在数控强力刮齿加 工过程中,刮齿刀具的设计和制造误差都会反映到工件上,因而强力刮齿加工的精度在很 大程度上取决于刮齿刀具的设计和制造精度。
[0005] 但是,由于在强力刮齿加工的加工过程中,所述刮齿刀具一定会由于摩擦而产生 磨损,其不仅降低刮齿刀具的使用寿命,还会导致刮齿刀具的加工精度逐渐降低,甚至导致 不良工件的出现,从而降低产品的制造成品率。

【发明内容】

[0006] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种用于数控强力刮齿加工的斜 齿刮齿刀具。
[0007] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的:一种用于数控强力刮齿加工的斜齿刮 齿刀具,包括刀具本体和设于所述刀具本体顶部的刀具夹持部,所述刀具本体包括多个环 绕所述刀具本体依次呈设定角度倾斜排列设置的斜齿,每一所述斜齿包括设于所述斜齿侧 面的侧后刀面、设于所述斜齿顶部的顶后刀面、用于所述斜齿切削加工的主切削刃和顶刃 以及位于所述斜齿前面的前刀面,所述主切削刃形成于所述侧后刀面和所述顶刀面的交界 处,所述顶刃形成于所述顶后刀面和所述前刀面的交界处,所述前刀面垂直于所述斜齿齿 向的平面,所述斜齿不同部位的截面具有不同的变位系数,所述斜齿的变位系数随着远离 所述前刀面方向而逐渐变小。
[0008] 优选地,所述主切削刃和所述顶刃分别形成有侧刃后角和顶刃后角,所述主切削 刃的侧刃后角使得所述斜齿的厚度从前向后逐渐减小;所述顶刃的顶刃后角使得所述斜齿 刮齿刀具的外圆呈圆锥形。
[0009] 优选地,所述斜齿的中间某个截面的变位系数等于零。
[0010] 优选地,所述前刀面与前端面的夹角为螺旋角。
[0011] 优选地,所述前刀面形成有向内凹进的前角,所述斜齿形成有朝向所述刀具本体 中心倾斜的齿顶前角。
[0012] 优选地,所述刀具本体和所述刀具夹持部的横截面均为圆形,且二者同轴连接固 定。
[0013] 本发明的有益效果是:所述斜齿刮齿刀具的刀具本体上设置有依次呈设定角度倾 斜排列的斜齿,且所述斜齿不同部位的截面具有不同的变位系数,而且所述斜齿的变位系 数随着远离所述前刀面方向而逐渐变小,因此,所述斜齿的变位系数的改变,可以使得所述 斜齿刮齿刀具在刃磨过程中通过所述斜齿改变变位系数而实现重磨后的所述斜齿刮齿刀 具可以加工出同样尺寸的齿轮,进而提高所述斜齿刮齿刀具的使用寿命,以及保持所述斜 齿刮齿刀具的加工精度,提尚广品的制造成品率。
【附图说明】
[0014] 图1是本发明提供的用于数控强力刮齿加工的斜齿刮齿刀具的加工示意图;
[0015] 图2是图1所示斜齿刮齿刀具的结构示意图;
[0016] 图3是图2所不斜齿刮齿刀具中斜齿的结构不意图;
[0017] 图4a是图2所示斜齿刮齿刀具的主视图;
[0018] 图4b是图2所不斜齿刮齿刀具的左视图;
[0019] 图5a是图2所示斜齿刮齿刀具中斜齿一个角度的示意图;
[0020] 图5b是图2所不斜齿刮齿刀具中斜齿另一角度的不意图;
[0021] 图6是图3所示斜齿的发面刀刃坐标示意图;
[0022] 图7是图3所示斜齿中开有顶刃前角的齿条分析示意图;
[0023] 图8是图3所示斜齿的压力角修正前后对比示意图;
[0024] 图9是图8所示斜齿的压力角修正后的刀齿形状误差示意图。
[0025] 图中:100、斜齿刮齿刀具;200、工件;10、刀具本体,20、刀具夹持部,11、斜齿, 111、侧后刀面;112、顶后刀面;113、主切削刃;114、顶刃;115、前刀面。
【具体实施方式】
[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例,都属于本发明保护的范围。
[0027] 请同时参阅图1和图2,图1是本发明提供的用于数控强力刮齿加工的斜齿刮齿刀 具的加工示意图,图2是图1所示斜齿刮齿刀具的结构示意图。所述斜齿刮齿刀具100可 以用于对工件200进行刮齿的加工,而且刮齿加工过程可视为一对空间交错轴齿轮副啮合 传动。在所述刮齿加工过程中,所述斜齿刮齿刀具100和所述工件200在高速旋转条件下 沿着所述工件200的轴线方向运动实现所述强力刮齿的加工过程。其中,所述工件200的 参数可以包括但不限于:齿数、法向模数和法向压力角。
[0028] 所述斜齿刮齿刀具100包括刀具本体10和与所述刀具本体10连接的刀具夹持部 20。所述刀具夹持部20设于所述刀具本体10的顶部,且所述刀具本体10和所述刀具夹持 部20的横截面均为圆形。其中,所述刀具本体10与所述刀具夹持部20同轴连接,以保证 所述刀具本体10的加工稳定性和精确性。
[0029] 所述刀具本体10包括多个环绕所述刀具本体10依次呈设定角度倾斜排列设置的 斜齿11,每一所述斜齿11包括侧后刀面111、顶后刀面112、主切削刃113、顶刃114和前刀 面115,所述侧后刀面111设于所述斜齿11的侧面,所述顶后刀面112设于所述斜齿11的 顶部,所述顶刀面115位于所述斜齿11的前面,所述主切削刃5形成于所述斜齿11的侧后 刀面111和所述顶刀面115的交界处,所述顶刃114形成于所述斜齿11的顶后刀面112和 所述前刀面115的交界处。
[0030] 为了改善所述斜齿刮齿刀具100的切削条件,所述斜齿刮齿刀具100的主切削刃 113和顶刃114分别形成有侧刃后角和顶刃后角。其中,所述主切削刃113的侧刃后角使 得所述斜齿11的厚度从前向后逐渐减小;所述顶刃114的顶刃后角使得所述斜齿刮齿刀具 100的外圆呈圆锥形。
[0031] 而且,为了提高所述斜齿刮齿刀具100的使用寿命,设计所述斜齿刮齿刀具100的 斜齿11具有变位系数。请参阅图3,是图2所示斜齿刮齿刀具中斜齿的结构示意图。在本 实施例中,所述斜齿11的不同部位的截面具有不同的所述变位系数。优选地,所述斜齿11 的变位系数随着远离所述前刀面115方向而逐渐变小。应当理解,所述斜齿11的中间某个 截面的变位系数可以等于零。所述斜齿11的变位系数的改变,可以使得所述斜齿刮齿刀具 100在刃磨过程中通过所述斜齿11改变变位系数而实现重磨后的所述斜齿刮齿刀具100可 以加工出同样尺寸的齿轮,进而提高所述斜齿刮齿刀具100的使用寿命。
[0032] 请同时参阅图4a和图4b,图4a是图2所不斜齿刮齿刀具的主视图,图4b是图2 所示斜齿刮齿刀具的左视图。为了保证所述斜齿刮齿刀具100和所述工件200之间的共辄 啮合关系以及在所述前刀面115形成切削刃,所述斜齿刮齿刀具100的前刀面115垂直于 所述斜齿11齿向的平面,且与前端面的夹角为螺旋角。
[0033] 请同时参阅图5a和图5b,图5a是图2所示斜齿刮齿刀具中斜齿一个角度的示意 图,图5b是图2所示斜齿刮齿刀具中斜齿另一角度的示意图。为了进一步改善所述斜齿刮 齿刀具100的切削条件,在所述前刀面115设计向内凹进而形成的前角γ。而且,由于所述 斜齿11的前刀面115与其齿向垂直,因此可以方便地在所述斜齿11上磨削出一个朝向所 述刀具本体10中心倾斜的齿顶前角γ。
[0034] 相较于现有技术,所述斜齿刮齿刀具100的刀具本体10上设置有依次呈设定角 度倾斜排列的斜齿11,且所述斜齿11不同部位的截面具有不同的变位系数,而且所述斜齿 11的变位系数随着远离所述前刀面115方向而逐渐变小,因此,所述斜齿11的变位系数的 改变,可以使得所述斜齿刮齿刀具100在刃磨过程中通过所述斜齿11改变变位系数而实现 重磨后的所述斜齿刮齿刀具100可以加工出同样尺寸的齿轮,进而提高所述斜齿刮齿刀具 100的使用寿命以及保持所述斜齿刮齿刀具100的加工精度,提高产品的制造成品率。
[0035] 请再同时参阅图6-9,本发明提供的所述斜齿刮齿刀具100的设计计算主要包括 如下步骤:
[0036] 一、计算所述斜齿11的齿面方程
[0037] 所述工件200的端面齿形方程式为
[0039] 式中,rb为基圆半径,σ。为基圆齿槽半角,u为渐开线展角参数;
[0040] 其中,端面齿形的法矢为
[0042] 利用坐标变换关系,则工件的齿面方程式为
[0043]
[0044] 式中,Θ为工件端截形上参数为u的
再多了解一些
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