一种加工齿轮／齿槽的方法及相应的铣削刀具技术

一种加工齿轮／齿槽的方法及铣削刀具，铣削刀具包括一圆柱形刀架，该刀架的周向上均布有多个刀片；刀片顶面上设有多个齿形刀刃组；每一齿形刀刃组中，各齿形刀刃沿刀架的轴向排列，且其齿顶连线与待加工工件的外轮廓相匹配。所述的加工方法是采用所述铣削刀具与数控机床，将铣削刀具与待加工工件的齿轮或齿槽方向垂直，铣削刀具旋转时，刀片上的齿形刀刃组将在与刀具轴垂直的方向进行齿形铣削。本发明专利技术解决了现有齿轮／齿槽的加工技术中，加工效率和精度较低和对于各类非圆曲面上齿槽加工较难胜任的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于齿轮/齿槽加工
，尤其涉及一种加工齿轮/齿槽的方法及相 应的铣削刀具，该方法可用加工齿轮或齿槽，特别是在各类曲面或平表面上加工单个或多 个齿槽。
技术介绍
传统的齿轮或齿槽的加工大多采用滚齿机或插齿机来完成，这些设备属于专用设 备，其通用性较差；虽然能够完成一般的齿轮或齿槽的加工，但都只能加工圆柱形齿轮，而 对于各类广义曲面上的齿槽加工，则难以完成。所用刀具因切削速度低，使得新型超硬材料 的特长和潜力不能得到充分发挥；铣削效率和铣削精度均比较低。近年来加工中心(包括车铣中心等数控设备)以其精确、高效、灵活和通用的特点 成为柔性加工单元的脊柱，逐渐成为机械加工的主流设备。加工中心正在取代许多过去的 只有用专用设备才能实现的加工工艺，这对机械工业的柔性化和设备投资的优化都十分重 要。然而，目前仍然没有有效的基于加工中心的齿轮/齿槽的加工技术。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种加工齿轮/齿槽的方法及相应的铣削刀具，其目的是解决 现有齿轮/齿槽的加工技术中，铣削效率和铣削精度较低的问题，并提供一种可以在工件 的各类曲面上(包括凹凸曲面及平表面)同时铣削加工单个或多个齿槽的方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种铣削刀具，包括一刀架，该刀架 为圆柱形，在该刀架的周向上均布有至少一个刀片；所述刀片顶面上设有至少一个齿形刀 刃组；所述每一齿形刀刃组中，含有至少一个齿形刀刃，各齿形刀刃沿刀架的轴向排列，且 其齿顶连线与待加工工件的外轮廓相匹配。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述刀架的周向上对应各刀片设有刀片槽；所述刀片底部置于刀 片槽中，在各刀片槽中还嵌设有固定块和支撑块，且在铣削方向上，固定块位于刀片的前 侧，支撑块位于刀片的后侧；所述支撑块顶部的形状与刀片上齿形刀刃齿顶连线的形状一 致，且低于齿形刀刃；所述固定块为楔形块状体，并经紧固件与刀架连接；以此由固定块将 刀片压紧固定在刀片槽内。2、上述方案中，所述刀片、支撑块及固定块的根部上分别设有定位槽，所述刀片槽 中对应所述定位槽设有凸台定位部。3、上述方案中，所述支撑块经紧固件与刀架连接。4、上述方案中，所述刀架上设有轴心孔，刀架周面上朝向轴向孔开设有冷却液孔。5、上述方案中，所述每个刀片顶面上设有至少一个齿形刀刃组，这些齿形刀刃组 沿刀架的轴向排列；当每个刀片顶面上设有至少两个齿形刀刃组时，则其中一个为精铣刀 刃组，另一个或多个为粗铣刀刃组；反之，若其中一个为粗铣刀刃组，另一个或几个为精铣刀刃组。6、上述方案中，所述刀架上一体成型设有刀柄，该刀柄可以与刀架一体成型，也可 为单独设计，并与圆筒形铣刀配合组装。7、上述方案中，所述“齿顶连线”指的是一个齿形刀刃组中各齿形刀刃的齿顶面连线。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是一种铣削齿轮/齿槽的加工方法，采 用一数控机床和上述的铣削刀具，该数控机床上设有刀具轴和工件装夹装置，且两者相互 垂直，铣削加工步骤为第一步，在刀具轴上安装所述铣削刀具，使铣削刀具的刀架轴心线与刀具轴重 合；第二步，在数控机床的工件装夹装置上装夹工件，使工件上的待加工齿槽方向与 安装在所述数控机床上的铣削刀具的刀架轴心线相垂直；第三步，启动数控机床，刀具轴开始旋转并移动，使铣削刀具上的齿形刀刃组对准 工件的待加工起始端；第四步，刀具沿平行于待加工的齿槽方向直线运动进给，使铣削刀具铣削工件获 得一组齿槽；然后，铣削刀具退回至所述待加工起始端；或者，工件沿平行于待加工的齿槽方向直线运动进给，使铣削刀具铣削工件获得 一组齿槽；然后，工件退回，使铣削刀具回至所述待加工起始端；第五步，工件旋转一角度，或者刀具/工件沿刀具轴轴向平移一距离，使铣削刀具 上的齿形刀刃组对准工件上待加工的下一组齿槽起始位置；第六步，重复第四步、第五步，直至完成整个工件上的齿槽加工。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，所述铣削刀具中，每个刀片顶面上设有至少两个齿形刀刃组，这些 齿形刀刃组沿刀架的轴向排列，其中，一个为精铣刀刃组，另一个或多个为粗铣刀刃组，反 之，若其中一个为粗铣刀刃组，另一个或几个为精铣刀刃组；当采用粗铣和精铣两步完成齿 槽加工时，则所述第三步至第六步中所述齿形刀刃组为粗铣刀刃组；截至第六步完成齿槽 的粗铣加工，然后进行以下精铣加工步骤第七步，移动刀具轴，使铣削刀具上的精铣刀刃组对准所述待加工起始端；第八步，以较小并至齿槽最终尺寸的进刀量重复第四步、第五步，直至完成整个工 件上的齿槽精铣加工。2、上述方案中，所述“刀具轴”指的是数控机床上用于安装铣削刀具的轴端；所述 “工件装夹装置”指的是数控机床上用于安装夹持待加工工件的装置，当工件为轴对称时， 该“工件装夹装置”可以简化为“工件轴”。3、上述方案中，所述“待加工起始端”指的是工件上要加工的齿轮/齿槽的起始 端，指的整个端面。4、上述方案中，所述第三步至第六步中的加工工艺既适合于粗铣刀刃组的粗加工 也适合于精铣加工，区别在于精铣加工的进刀量小，用以得到较好的表面光洁度和精度。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果1、采用本专利技术的铣削刀具和齿轮/齿槽加工方法，大大提高了铣削效率和铣削精度。有实验比较表明，当选择的铣削刀具在刀架的周向上均布八个刀片，每刀片上有两个齿 形刀刃组，每组中含三个齿形刀刃(即每次在上述步骤四中可同时铣削加工三个齿)，加工 一种三十六齿的齿轮，采用本专利技术方法加工该齿轮仅需4分钟，而用传统的滚齿机加工则 需耗时一个小时；本方法的铣削效率和铣削精度明显大大高于传统的加工方法。2、本专利技术的铣削刀具，其刀片和刀架可以采用分体组合设计，刀片插入刀架上开 设的刀片槽内，在铣削方向上，刀片的后侧设有与刀片的外轮廓一致的支撑块，该支撑块的 顶部只在与刀刃相应的位置比刀刃略低，以最大限度地降低刀片在铣削过程中所受的弯曲 应力，优化受力状态，使刀片铣削潜力获得最大化；而刀片本身则由楔形条块加螺丝牢牢地 固定于刀片槽中，具有固定牢靠且易于装卸更换的特点。附图说明附图1为本专利技术铣削刀具的结构示意图；附图2为本专利技术铣削刀具的端面视图；附图3为本专利技术带刀柄的铣削刀具的正视图；附图4为本专利技术用于铣削位于凸曲面上齿槽的刀片示意图；附图5为本专利技术用于铣削位于平表面上或沿曲面的方向延伸齿槽的刀片示意图；附图6为本专利技术用于铣削位于凹曲面上齿槽的刀片示意图；附图7为本专利技术加工方法示意图；附图8为采用本专利技术加工方法和铣削刀具在曲面上加工齿槽的叶片产品示意图。以上附图中1、刀架；2、刀片；3、齿形刀刃组；4、刀片槽；5、固定块；6、支撑块；7、 冷却液孔；8、刀柄；9、刀具轴；10、工件轴；11、工件；12、螺栓；13、定位槽。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述实施例如图1 6所示，一种铣削刀具，包括一刀架1，该刀架1为圆柱形，在该刀架1的 周向上均布有多个刀片2 ；所述刀片2顶面上设有至少一个齿形刀刃组3 ；所述每一齿形刀 刃组3中，至少有一个齿形刀刃，各齿形刀刃沿刀架1的轴向排列，且其齿顶连线与待加工 工件11的外轮廓相匹配。所述刀架1的周向上对应各刀片2设有刀片槽4 ；所述刀片2底部置于刀片槽4 中，在各刀片槽4中还嵌设有固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铣削刀具，其特征在于：包括一刀架（１），该刀架（１）为圆柱形，在该刀架（１）的周向上均布有至少一个刀片（２）；所述刀片（２）顶面上设有至少一个齿形刀刃组（３）；所述每一齿形刀刃组（３）中，含有至少一个齿形刀刃，各齿形刀刃沿刀架（１）的轴向排列，且其齿顶连线与待加工工件（１１）的外轮廓相匹配。

【技术特征摘要】
一种铣削刀具，其特征在于包括一刀架(1)，该刀架(1)为圆柱形，在该刀架(1)的周向上均布有至少一个刀片(2)；所述刀片(2)顶面上设有至少一个齿形刀刃组(3)；所述每一齿形刀刃组(3)中，含有至少一个齿形刀刃，各齿形刀刃沿刀架(1)的轴向排列，且其齿顶连线与待加工工件(11)的外轮廓相匹配。2.根据权利要求1所述的铣削刀具，其特征在于所述刀架(1)的周向上对应各刀片 ⑵设有刀片槽⑷；所述刀片⑵底部置于刀片槽⑷中，在各刀片槽中⑷还嵌设有固 定块(5)和支撑块(6)，且在铣削方向上，固定块(5)位于刀片(2)的前侧，支撑块(6)位于 刀片(2)的后侧；所述支撑块(6)顶部的形状与刀片(2)上齿形刀刃齿顶连线的形状一致， 且低于齿形刀刃；所述固定块(5)为楔形块状体，并经紧固件与刀架(1)连接；以此由固定 块(5)将刀片(2)压紧固定在刀片槽(4)内。3.根据权利要求2所述的铣削刀具，其特征在于所述刀片(1)所述支撑块(6)经紧 固件与刀架(1)连接。4.根据权利要求2所述的铣削刀具，其特征在于所述刀片(2)、支撑块(6)及固定块 (5)的根部上分别设有定位槽(13)，所述刀片槽(4)中对应所述定位槽(13)设有凸台定位 部。5.根据权利要求1所述的铣削刀具，其特征在于所述刀架(1)上设有轴心孔，刀架 ⑴周面上朝向轴向孔开设有冷却液孔(7)。6.根据权利要求1所述的铣削刀具，其特征在于所述每个刀片(2)顶面上设有至少 两个齿形刀刃组(3)，这些齿形刀刃组(3)沿刀架(1)的轴向排列，其中，一个为精铣刀刃 组，另一个为粗铣刀刃组。7.根据权利要求1所述的铣削刀具，其特征在于所述刀架(1)上一体成型设有刀柄⑶。8.根据权利要求1所述的铣削刀具，其特征在于所述刀架(1)为圆筒形，一单独刀柄(8)与该圆筒形刀架(1)组装配合。9.一种铣削齿轮/齿槽的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐东，拉氏罗弗莱斯卡，詹姆士T哈特福德，
申请(专利权)人：苏州苏尼克新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]