专利名称：大模数硬质合金镶片滚刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械加工刀具，特别涉及用于齿轮加工的滚刀。
背景技术：
滚刀是常用的加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具，由于其齿形复杂，属于复杂类刀具。齿轮加工时，滚刀与工件作空间啮合运动，以固定的速比旋转，由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的渐开线齿形。现有的中小模数滚刀一般整体采用高速钢制成，能达到一般齿轮加工对刀具的要求。但在大模数滚刀的制造中，为降低成本，通常是采用普通钢作为基体，镶嵌一片高速钢刀齿片的结构，这种滚刀加工大模数齿轮时(如用于船舶和风电等大型机械设备的齿轮)，由于切削量、磨损量、切削力均较中小模数齿轮加工时大，即便切削刃材质采用高速钢，其 换后必须进行重新校准等操作，不仅加工效率降低，也难以保证加工精度，而且高速钢滚刀在齿轮的加工过程中还容易出现断齿等情况造成齿坯报废和机床损坏等问题。对于增加刀具的性能，可在刀具材质上采用性能更好的硬质合金代替高速钢，但硬质合金的特性决定了要将其加工成滚刀这样结构复杂的刀具是几乎不可能的，其应用也仅仅限于形状结构简单的刀具，如车刀、铣刀等。现有技术中针对上述问题的解决方案是代用法，即在大模数齿轮加工时首先使用盘式铣齿刀进行加工，但由于铣齿刀的刀齿仅沿刀轴周向分布而非螺旋线分布，其粗加工出的齿轮齿形是直齿形的，因此，需在统齿刀加工时留出较多的余量再使用高速钢滚刀精加工，以获得渐开线齿形，对于齿面精度要求较高的齿轮，还需进行磨齿等加工。在代用法中，虽然一把高速钢滚刀可完成齿轮的加工，但两步工艺步骤较为复杂且耗时(通常一个大齿轮仅铣齿或滚齿工序就需数十乃至上百小时)，铣齿刀换滚刀后需校准，使代用法仍存在加工效率低、精度低、成本高等不足。因此，需探索一种能在大模数齿轮加工中一次性加工出较高精度齿形的滚刀，以提高大模数齿轮的加工效率和精度，并降低加工成本。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种大模数硬质合金镶片滚刀，该滚刀利用硬质合金的优良特性，解决现有高速钢滚刀不能一次完成大模数齿轮加工或代用法加工效率低、精度低、成本高的技术问题。本发明通过以下技术手段解决上述技术问题本发明的大模数硬质合金镶片滚刀，包括刀轴；沿螺旋线分布在所述刀轴外周上的多个刀齿；还包括多个硬质合金刀片件，其每个硬质合金刀片件分别安装到一个相应刀齿的切削部，以形成刀齿的切削刃。进一步，所述每个硬质合金刀片件包括两个对称地安装到刀齿切削部两侧的硬质合金刀片；进一步，所述每个刀齿切削部开有刀片镶嵌槽，硬质合金刀片镶嵌于所述刀片镶嵌槽内； 进一步，所述硬质合金刀片的顶端与刀齿的齿顶平齐；进一步，所述硬质合金刀片通过螺钉或铆钉安装到所述刀齿切削部；进一步，所述螺旋线为单圈螺旋线；进一步，沿单圈螺旋线分布的头部刀齿与尾部刀齿在刀轴轴线方向上对齐；进一步，所述头部刀齿或尾部刀齿可拆卸地连接所述刀轴；进一步，除所述头部刀齿和/或尾部刀齿外的其他刀齿固定连接所述刀轴；进一步，所述刀轴位于头部刀齿或尾部刀齿的部位上设有刀齿镶嵌孔，所述头部刀齿或尾部刀齿通过螺钉或铆钉镶嵌在刀齿镶嵌孔内。本发明的有益效果本发明的大模数硬质合金镶片滚刀，包括刀轴和沿刀轴外周螺旋线分布的多个刀齿，所述刀齿上固定设置硬质合金刀片形成切削刃，该结构能使滚刀一次性完成整个大模数齿轮的加工，刀具寿命长，加工效率高、精度高、成本低。另外，在单圈刀齿上采用硬质合金刀片镶嵌的结构，且头部和尾部刀齿对齐，滚刀转动一圈可完成齿形的完整包络，同样可以实现齿轮各齿的连续加工，打破了现有技术中滚刀均采用多圈刀齿的技术偏见，单圈结构也克服了多圈刀齿结构的滚刀上位于中部的刀齿无法加工出刀片镶嵌孔的问题，使硬质合金刀片可镶嵌于每个齿上。本发明通过头部或尾部刀齿可拆卸，便于在所有刀齿上加工镶嵌孔。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。图I为本发明的大模数硬质合金镶片滚刀的结构示意图。
具体实施例方式图I显示了本发明的大模数硬质合金镶片滚刀的结构，如图I所示，本发明的大模数硬质合金镶片滚刀包括刀轴I ;沿刀轴I外周螺旋线分布在刀轴外周上的多个刀齿2 ；以及分别安装到每个刀齿2切削部(刀齿切削部是刀齿面向被切削物的部位，即滚刀转动时刀齿接触被切削物的部位)上的多个用来形成刀齿切削刃的多个硬质合金刀片件。由于硬质合金的特性决定了其难以被加工成滚刀这类复杂结构形状的刀具，因此，将滚刀刀齿的切削刃部分替换为硬质合金刀片件的结构可有效利用硬质合金的优良特性，同时，大模数滚刀也容易将刀片件固定，使滚刀一次性完成整个大模数齿轮的加工，且刀具寿命长，也克服了现有代用法加工效率低、精度低、成本高的缺陷。在本发明的一个实例中，硬质合金刀片件可以包括如图I所示的两个硬质合金刀片3，这两个硬质合金刀片3对称地安装到刀齿2切削部的两侧。在本发明的另一个实例中，硬质合金刀片件仅包括如图I所示的一个硬质合金刀片3，该硬质合金刀片3安装在刀齿2切削部的任一侧。
作为上述技术方案的进一步改进，所述刀齿2上设置刀片镶嵌孔，硬质合金刀片3固定镶嵌于刀片镶嵌孔内，固定稳定可靠，且镶嵌孔能对刀片形成有效支撑，加工时可消除因硬质合金刀片的脆性造成的不利影响。本实施例中，硬质合金刀片镶嵌后刀片延伸至整个有效齿形(齿顶和齿根)，如图I所示，保证在其可切削的范围内均由硬质合金刀刃完成切削，在滚齿加工时不易留下硬质合金刀片无法加工到的死角。作为上述技术方案的进一步改 进，所述硬质合金刀片3通过螺钉或铆钉固定，结构简单，固定更可靠。作为上述技术方案的进一步改进，所述刀齿2分布在沿刀轴I外周的单圈螺旋线上，由于刀齿沿刀轴轴向两侧的切削刃处均需加工刀片镶嵌孔，传统的多圈刀齿滚刀存在中部的齿上无法加工的问题，因此，采用单圈刀齿的滚刀可很好地解决这一问题，使每个刀齿上均能方便地加工出刀片镶嵌孔。同时，单圈刀齿的滚刀旋转一周，刀齿切削线可基本完成被加工齿轮一个齿的包络，也可实现对齿轮连续的加工。作为上述技术方案的进一步改进，所述单圈螺旋线上的头部刀齿2a与尾部刀齿2b在刀轴I轴线方向上对齐，以使单圈刀齿滚刀加工时所有刀齿的切削线可完成被加工齿轮一个齿的完整包络。作为上述技术方案的进一步改进，所述头部刀齿2a或尾部刀齿2b以可拆卸的方式与刀轴I连接，拆卸上述两颗刀齿中的任意一颗后即可方便地对另一颗刀齿加工刀片镶嵌孔，而拆卸下来的一颗齿可加工完后再安装，解决了两颗齿对齐后无法加工镶嵌孔的问题。作为上述技术方案的进一步改进，所述刀轴I上位于头部刀齿2a或尾部刀齿2b的部位设置有刀齿镶嵌孔，刀齿2通过螺钉或铆钉固定镶嵌在刀齿镶嵌孔内，如图所示，本实施例中将头部刀齿2a固定镶嵌在刀齿镶嵌孔内，镶嵌结构稳固可靠、刀齿强度高，螺钉或铆钉连接也可使刀齿固定更加牢固。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种大模数硬质合金镶片滚刀，包括 刀轴(I); 沿螺旋线分布在所述刀轴(I)外周上的多个刀齿(2); 其特征在于还包括 多个硬质合金刀片件，其每个硬质合金刀片件分别安装到一个相应刀齿(2)的切削部，以形成刀齿的切削刃。
2.根据权利要求I所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述每个硬质合金刀片件包括两个对称地安装到刀齿切削部两侧的硬质合金刀片(3)。
3.根据权利要求I所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述每个刀齿(2)切削部开有刀片镶嵌槽，硬质合金刀片(3)镶嵌于所述刀片镶嵌槽内。
4.根据权利要求3所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述硬质合金刀片(3)的顶端与刀齿(2)的齿顶平齐。
5.根据权利要求4所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述硬质合金刀片(3)通过螺钉或铆钉安装到所述刀齿(2)切削部。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述螺旋线为单圈螺旋线。
7.根据权利要求6所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于沿单圈螺旋线分布的头部刀齿(2a)与尾部刀齿(2b)在刀轴(I)轴线方向上对齐。
8.根据权利要求7所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述头部刀齿(2a)或尾部刀齿(2b)可拆卸地连接所述刀轴(I)。
9.根据权利要求8所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于除所述头部刀齿(2a)和/或尾部刀齿(2b)外的其他刀齿固定连接所述刀轴(I)。
10.根据权利要求8所述的大模数硬质合金镶片滚刀，其特征在于所述刀轴(I)位于头部刀齿(2a)或尾部刀齿(2b)的部位上设有刀齿镶嵌孔，所述头部刀齿(2a)或尾部刀齿(2b)通过螺钉或铆钉镶嵌在刀齿镶嵌孔内。
全文摘要
本发明公开了一种大模数硬质合金镶片滚刀，包括刀轴和沿刀轴外周螺旋线分布的多个刀齿，所述刀齿上固定设置硬质合金刀片形成切削刃，该结构能使滚刀一次性完成整个大模数齿轮的加工，刀具寿命长，加工效率高、精度高、成本低。另外，在单圈刀齿上采用硬质合金刀片镶嵌的结构，且头部和尾部刀齿对齐，滚刀转动一圈可完成齿形的完整包络，同样可以实现齿轮各齿的连续加工，打破了现有技术中滚刀均采用多圈刀齿的技术偏见，单圈结构也克服了多圈刀齿结构的滚刀上位于中部的刀齿无法加工出刀片镶嵌位和紧固孔的问题，使硬质合金刀片可镶嵌于每个齿上。本发明通过头部或尾部刀齿可拆卸，便于在所有刀齿上加工镶嵌孔。
文档编号B23F21/16GK102728902SQ20121004253
公开日2012年10月17日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者冉启勇, 李建谊, 李智勇, 杨勤, 杨成友, 陈德明 申请人:重庆工具厂有限责任公司