一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具的制作方法

本发明涉及齿轮加工装置领域，具体而言，涉及一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具。

背景技术：

齿轮是用于机械传动的重要基础零件，提高齿轮加工效率和加工精度始终是齿轮制造行业关注的重点。

齿轮机械加工流程主要为粗加工→半精加工→精加工。目前，齿轮粗加工工艺包括广泛应用的滚齿、插齿、铣齿等工艺，以及近年发展迅速的车齿加工工艺；半精加工工艺包括精滚齿、精插齿、剃齿等；精加工工艺包括珩齿(如自由珩齿、强力珩齿)、磨齿(如成形磨削、蜗杆砂轮磨齿、大平面磨齿等)。

以上所述各种齿轮加工工艺所使用的刀具，除铣齿、成形磨削是基于仿形原理的加工工艺，一种刀具只能加工特定几何参数的齿轮外，其他工艺均是基于展成法使用齿轮形刀具进行切齿的工艺，虽然各种工艺所使用刀具的几何结构形式以及加工过程中刀具与工件的相对运动不同，同一模数的刀具可以加工不同齿数、不同直径及不同螺旋角的齿轮工件，但是不同的工艺需要不同的设备进行。而工件在设备间的流动，一方面使生产线变得更长，加工效率更低；另一方面，工件需要重复定位和装夹，必然出现重复定位误差，以及不同工艺使用刀具的几何误差存在不同一性，最终都将映射成为工件几何误差，直接影响齿轮的加工精度。

因此，亟待提出一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具，以解决上述的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具，能够有效地提高齿轮加工的加工效率和加工精度。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例提供一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具，包括刀柄以及呈间隔设置于所述刀柄上的车齿刀、剃齿刀和珩磨轮。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述车齿刀的齿顶圆、所述剃齿刀的齿顶圆和珩磨轮的齿顶圆直径均相等。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述剃齿刀设置于所述车齿刀和所述珩磨轮之间。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述车齿刀和所述剃齿刀之间的间距等于所述剃齿刀和所述珩磨轮之间的间距。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述刀柄、所述车齿刀、所述剃齿刀和所述珩磨轮为一体成型结构。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述车齿刀和所述车齿刀的刀柄、所述剃齿刀和所述剃齿刀的刀柄以及所述珩磨轮和所述珩磨轮的刀柄均为一体成型结构，所述车齿刀的刀柄、所述剃齿刀的刀柄和所述珩磨轮的刀柄依次固定连接形成所述刀柄。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述车齿刀、所述剃齿刀和所述珩磨轮依次套设于所述刀柄上。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述车齿刀套设于所述车齿刀的刀柄，所述剃齿刀套设于所述剃齿刀的刀柄，所述珩磨轮套设于所述珩磨轮的刀柄，所述车齿刀的刀柄、所述剃齿刀的刀柄和所述珩磨轮的刀柄依次固定连接形成所述刀柄。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述刀柄的结构为莫氏锥柄。

可选地，在本发明较佳的实施例中，所述珩磨轮采用的磨料为立方氮化硼。

本发明实施例的有益效果包括：

本车、剃和珩复合的齿轮加工刀具通过间隔设置于同一刀柄上的车齿刀、剃齿刀和珩磨轮对工件分别进行加工，以使得齿轮加工的粗加工工艺、半精加工工艺和精加工工艺在同一设备上即可直接完成，从而工件不需要在不同加工工艺的设备之间进行流动，可以大幅地缩短齿轮加工的生产线，以进一步地提高齿轮加工的加工效率；同时，工件还不需要进行重复的定位和装夹，即只需要进行一次装夹即可，避免了可能出现的定位误差，以及不同加工工艺所使用的刀具的几何误差存在的不同一性，以进一步地提高齿轮加工的加工精度。综上所述，本车、剃和珩复合的齿轮加工刀具能够有效地提高齿轮加工的加工效率和加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的车、剃和珩复合的齿轮加工刀具的结构示意图；

图2为本发明第二实施例提供的车、剃和珩复合的齿轮加工刀具的结构示意图。

图标：100、200-齿轮加工刀具；1-车齿刀；2-剃齿刀；3-珩磨轮；4-刀柄。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1，本实施例提供一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具(以下简称齿轮加工刀具100)，包括刀柄4以及呈间隔设置于刀柄4上的车齿刀1、剃齿刀2和珩磨轮3。

需要说明的是，由于车齿、剃齿和珩齿三种齿轮加工工艺完成齿轮切制所需的运动完全相同，以及其刀具的基本产形齿轮的几何参数的一致性，因此，选取车齿刀1、剃齿刀2和珩磨轮3间隔设置于刀柄4上，以在同一设备上完成齿轮加工的粗加工工艺、半精加工工艺和精加工工艺。

如上所述，齿轮加工刀具100通过间隔设置于同一刀柄4上的车齿刀1、剃齿刀2和珩磨轮3对工件分别进行加工，以使得齿轮加工的粗加工工艺、半精加工工艺和精加工工艺在同一设备上即可直接完成，从而工件不需要在不同加工工艺的设备之间进行流动，可以大幅地缩短齿轮加工的生产线，以进一步地提高齿轮加工的加工效率；同时，工件还不需要进行重复的定位和装夹，即只需要进行一次装夹即可，避免了可能出现的定位误差，以及不同加工工艺所使用的刀具的几何误差存在的不同一性，以进一步地提高齿轮加工的加工精度。综上所述，齿轮加工刀具100能够有效地提高齿轮加工的加工效率和加工精度。

优选地，在本实施例中，为了使齿轮加工刀具100和工件的相对运动的距离参数相等，车齿刀1的齿顶圆、剃齿刀2的齿顶圆和珩磨轮3的齿顶圆直径均相等。

优选地，在本实施例中，剃齿刀2设置于车齿刀1和珩磨轮3之间，以使得齿轮加工的粗加工工艺、半精加工工艺和精加工工艺可以依次进行，避免了齿轮加工过程中出现不必要的运动行程。

优选地，在本实施例中，车齿刀1和剃齿刀2之间的间距等于剃齿刀2和珩磨轮3之间的间距，以使得由车齿加工到剃齿加工以及由剃齿加工到珩齿加工时移动的距离参数相等，同时还能确保齿轮加工刀具100的平衡性。

为了进一步提高加工精度，齿轮加工刀具100为整体式。即在本优选实施例中，刀柄4、车齿刀1、剃齿刀2和珩磨轮3为一体成型结构。

为了便于维修更换，齿轮加工刀具100还可以是分体式。

可选地，在其他实施例中，车齿刀1和车齿刀1的刀柄、剃齿刀2和剃齿刀2的刀柄以及珩磨轮3和珩磨轮3的刀柄均为一体成型结构，车齿刀1的刀柄、剃齿刀2的刀柄和珩磨轮3的刀柄依次固定连接形成刀柄4。

可选地，在其他实施例中，车齿刀1、剃齿刀2和珩磨轮3依次套设于刀柄4上。

可选地，在其他实施例中，车齿刀1套设于车齿刀1的刀柄，剃齿刀2套设于剃齿刀2的刀柄，珩磨轮3套设于珩磨轮3的刀柄，车齿刀1的刀柄、剃齿刀2的刀柄和珩磨轮3的刀柄依次固定连接形成刀柄4。

优选地，在本实施例中，珩磨轮3采用的磨料为立方氮化硼。具体地，立方氮化硼进行镀覆是采用电镀工艺，因此不需要使用结合剂，可以节约成本，保护环境，具有较好地经济性和实用性。

需要说明的是，立方氮化硼(英文名称：cubicboronnitride，英文简称：cbn)具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性，以及良好的透红外形和较宽的禁带宽度等优异性能。它的硬度仅次于金钢石，但热稳定性远高于金钢石，对铁系金属元素有较大的化学稳定性，用其制造的磨具，适于加工既硬又韧的材料，如高速钢、工具钢、模具钢、轴承钢、镍和钴基合金、冷硬铸铁等。其中，用立方氮化硼磨具磨削钢材时，大多可获得高的磨削比和加工表面质量。

立方氮化硼磨具的磨削性能十分优异，不仅能胜任难磨材料的加工，提高生产率，且有利于严格控制工件的形状和尺寸精度，还能有效地提高工件的磨削质量，显著提高磨后工件的表面完整性，因而提高了零件的疲劳强度，延长了使用寿命，增加了可靠性，再加上立方氮化硼磨料生产过程在能源消耗和环境污染方面比普通磨料生产为好。因此，立方氮化硼非常适合数控机床加工。

本实施例提供的齿轮加工刀具100的制造方法，具体包括以下步骤：

s100.取一圆柱体加工成圆柱产形齿轮。

s200.在圆柱产形齿轮的轴向三等分的横截面位置开环形槽，将圆柱产形齿轮依次分为车齿刀1基本产形齿轮，剃齿刀2基本产形齿轮，珩轮基本产形齿轮。

s300.对车齿刀1基本产形齿轮进行铲齿背和前刀面刃磨形成车齿刀1。

s400.在剃齿刀2基本产形齿轮的齿面进行梳齿开刃，形成剃齿刀2。

s500.在珩轮基本产形齿轮上镀磨料，形成珩轮。

第二实施例

请参照图2，本实施例提供一种车、剃和珩复合的齿轮加工刀具(以下简称齿轮加工刀具200)，在上述第一实施例的基础上，刀柄4的结构为莫氏锥柄。

需要说明的是，莫氏锥度是一个锥度的国际标准，用于静配合以精确定位。由于锥度很小，利用摩擦力的原理，可以传递一定的扭距，又因为是锥度配合，所以可以方便的拆卸。在同一锥度的一定范围内，工件可以自由的拆装，同时在工作时又不会影响到使用效果，比如钻孔的锥柄钻，如果使用中需要拆卸钻头磨削，拆卸后重新装上不会影响钻头的中心位置。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。