CN107962256A - 用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，其包括内刀体和外圈，内刀体为圆形，且其周向边沿设有多个刀槽；外圈套装并固定在内刀体上，且外圈圈在刀槽的开口处；其中，内刀体和外圈为分体结构。如上刀盘包括相互分体的内刀体和外圈，两者能够分别加工，便于加工过程中严格控制刀槽内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽累积误差、相邻误差等，能提高刀盘的制造精度。

Description

用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘

技术领域

本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘。

背景技术

目前，螺旋锥齿轮铣削加工主要采用端面铣削和端面滚切的方式进行。螺旋锥齿轮端面铣削和端面滚切加工用刀盘通常装夹有多根条状切削刀条，铣削过程中，由于多根刀条同时参与切削，刀盘的制造精度对安装在刀槽内的刀条径向和轴向位置的一致性有着至关重要的作用。尤其刀条的径向偏差会导致每一根刀条产生不同的切削厚度，切削刃承受不同程度的载荷和磨损，缩短刀条的使用寿命，同时切出的齿面粗糙度和精度也会有不同程度的下降。因此，对于螺旋锥齿轮铣加工用刀盘的制造精度有着严格的要求。

现有刀盘为整体结构，其刀槽处带有一定斜度倾角，结构复杂，刀槽内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽的累积误差、相邻误差等难以严格控制，难以保证刀盘的制造精度。

综上，如何使刀盘方便加工，确保能够严格控制其刀槽内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽的累积误差、相邻误差等，提高刀盘的制造精度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，其具有相互分体的内刀体和外圈，两者能够分别加工，便于加工过程中严格控制刀槽内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽的累积误差、相邻误差等，提高刀盘的制造精度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，包括：

内刀体，所述内刀体为圆形，且其周向边沿设有多个刀槽；

外圈，所述外圈套装并固定在所述内刀体上，且所述外圈圈在所述刀槽的开口处；

其中，所述内刀体和所述外圈为分体结构。

优选的，上述刀盘中，所述外圈与所述内刀体过盈配合，且所述外圈与所述内刀体相互焊接。

优选的，上述刀盘中，所述刀槽沿所述内刀体的周向均匀分布。

优选的，上述刀盘中，所述刀槽包括用于装配内刀的内刀槽和用于装配外刀的外刀槽，所述内刀槽和所述外刀槽交错布置。

优选的，上述刀盘中，所述外圈上与每个所述刀槽对应的位置分别设有一组螺钉孔；

每组所述螺钉孔包括装配有上紧定螺钉的上螺钉孔和装配有下紧定螺钉的下螺钉孔；所述上紧定螺钉和所述下紧定螺钉用于抵紧所述导槽内的刀条，并调节该刀条沿所述内刀体径向的位置。

优选的，上述刀盘中，所述上紧定螺钉上套装有压紧弹簧，所述压紧弹簧用于与所述上紧定螺钉和所述刀条相抵。

优选的，上述刀盘中，所述内刀体上设有安装孔。

本发明提供一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，其包括内刀体和外圈，内刀体为圆形，且其周向边沿设有多个刀槽；外圈套装并固定在内刀体上，且外圈圈在刀槽的开口处；其中，内刀体和外圈为分体结构。

如上刀盘包括相互分体的内刀体和外圈，两者能够分别加工，便于加工过程中严格控制刀槽内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽累积误差、相邻误差等，能提高刀盘的制造精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例提供的用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的内刀体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的外圈的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的焊缝的俯视图；

图5为本发明实施例提供的焊缝的底部视图；

图6为本发明实施例提供的的用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘的剖视图；

图7为本发明实施例提供的紧定螺钉、弹簧和刀条的装配图；

图8为本发明实施例提供的刀条的刀尖在上下紧定螺钉不同扭矩条件下产生的径向位移示意图。

其中，图1-图8中：

安装孔1；刀槽2；装配定位面3；紧定螺钉4；外刀5；内刀6；螺钉孔7；焊缝8；外圈9；内刀体10；压紧弹簧11。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，其具有相互分体的内刀体和外圈，两者能够分别加工，便于加工过程中严格控制刀槽内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽的累积误差、相邻误差等，提高刀盘的制造精度。

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。

请参阅图1-图8，本发明实施例提供一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，其包括内刀体10和外圈9，内刀体10为圆形，且其周向边沿设有多个刀槽2；外圈9套装并固定在内刀体10上，且外圈9圈在刀槽2的开口处；其中，内刀体10和外圈9为分体结构。

如上刀盘包括相互分体的内刀体10和外圈9，两者能够分别加工，便于加工过程中严格控制刀槽2内壁粗糙度、内刀槽和外刀槽累积误差、相邻误差等，能提高刀盘的制造精度。

另外，上述刀盘为分体结构，无需采用慢走丝特种加工工艺的制造方式，能显著降低刀盘制造的设备投入及生产成本。同时内刀体10和外圈9分别加工，有利于缩短刀盘的制造周期，降低刀盘的报废损失。

具体的，上述刀盘中，外圈9和内刀体10过盈配合，且外圈9与内刀体10相互焊接。

如上刀槽2沿内刀体10的周向均匀分布。螺旋锥齿轮产品加工过程中所需刀条包括内刀6和外刀5，分别用于加工螺旋锥齿轮凸面与凹面，相应的，上述刀槽2包括用于装配内刀6的内刀槽和用于装配外刀5的外刀槽，内刀槽和外刀槽交错布置。上述刀条的安装高度和刀尖外形尺寸则根据所加工螺旋锥齿轮产品确定，刀条材料可选硬质合金和高速钢材料。

优选的，上述外圈9上与每个刀槽2对应的位置分别设有一组螺钉孔7；每组螺钉孔7包括装配有上紧定螺钉的上螺钉孔和装配有下紧定螺钉的下螺钉孔；上紧定螺钉和下紧定螺钉分别用于抵紧刀槽2内的刀条，并调节该刀条在刀槽2内沿内刀体10径向的位置。上紧定螺钉与刀条的刀尖部位对应，下紧定螺钉与刀条的刀身部位对应。

如上刀盘具有上下双紧定螺钉结构，在不改变刀条的轴向位置的前提下，通过调整两个紧定螺钉4的扭矩即可实现对刀条径向位置的调整，与现有技术中单孔螺钉结构的刀盘通过牺牲刀条轴向精度来保证径向精度的装刀结构相比，不仅简化了装刀流程与步骤，而且有效地提升了装刀精度和装刀效率。

进一步的，上述刀盘中，上紧定螺钉上套装有压紧弹簧11，压紧弹簧11用于与上紧定螺钉和刀条相抵。压紧弹簧11挤压刀条并向刀条提供摩擦力，确保立式装刀过程中刀条克服自身重力，使刀条不易从刀槽2滑落，同时又可方便来回抽插刀条，调整刀条的轴向位置。

请参阅图7，上述刀槽2含有两个倾斜安装基准面和一个垂直安装基准面。倾斜安装基准面与内刀体10中心轴线呈一定角度，且与垂直安装基准面呈90°角；垂直安装基准面与内刀体10的中心轴线平行。刀条外形呈矩形，且与刀槽2形状互补，刀条的头部带有切削刃，刀条分别接触刀槽2的垂直安装基准面和其中一个倾斜安装基准面，与另外一个倾斜安装基准面保持一定间隙。外圈9上螺钉孔的轴线与外圈9的轴线垂直，且与其对应刀槽90°垂直定位面法向平行。

上述紧定螺钉4的头部含有一光滑平面，该平面与刀条表面相接触并依靠螺钉拧紧扭矩使刀条紧靠刀槽2的倾斜安装基准面和垂直安装基准面。

如上实施例提供的刀盘中，内导体上设有安装孔1，用于与机床主轴装配使用。

上述外圈9的内径略小于内刀体10的外径尺寸，装配过程中先加热外圈9至80℃，以使外圈9直径发生膨胀至足以套在内刀体10上，螺钉孔7与刀槽2的相对位置通过工装进行定位，保证螺钉孔7轴线与该螺钉孔7对应的刀槽2底面垂直。随着温度冷却，外圈9发生收缩，外圈9紧套在内刀体10上实现过盈配合。装配后外圈9与内刀体10内刀体10接触面无高度差，从而完成彼此之间的装配定位。内刀体10与外圈9的过盈量需进行合理控制，过盈偏大容易导致刀槽2发生挤压变形，影响刀槽2精度，严重时可导致刀条无法正常安装，过盈偏小容易导致外圈9在运输或焊接前后与内刀体10发生相对位移，无法进行焊接。

如图4～图6所示，外圈9与内刀体10的紧固通过焊接来实现，以防止内刀体10与外圈9产生相对位移。内刀体10上相邻刀体之间的外周面部分为装配定位面3，装配定位面3与外圈9之间的缝隙为焊缝8。为保证焊接强度，焊接为双面满焊，焊接方法、焊接深度和焊接强度必须以控制焊接变形量为前提，保证焊后成品刀盘精度无较大损失。为考虑焊缝8位置与内刀体10和外圈9的高度平齐，焊接完成后焊缝8熔池金属高度宜高出焊接平面，后续可通过机械加工去除部分焊缝金属保证焊接面光滑平整。

装刀过程中，将紧定螺钉4拧入螺钉孔7，螺钉头部接触刀条并推动其紧靠刀槽2的安装定位面(包括倾斜安装基准面和垂直安装基准面)，靠近刀条上刀尖位置处的上紧定螺钉处安装有压紧弹簧11，压紧弹簧11的摩擦力可确保立式装刀过程中克服刀条重力，使刀条不易从刀槽2滑落，同时又可方便来回抽插刀条，调整刀条的轴向位置。

同一刀槽2对应的上下紧定螺钉的拧紧扭矩可自由调节，为保证刀条在刀槽2内安装紧固，同时延长螺钉的使用寿命，每颗紧定螺钉的拧紧扭矩介于12N·M-20N·M之间。刀条上刀尖点位置可通过上下紧定螺钉施加不同扭矩在小幅度范围内(通常为0.005～0.015)进行微调，当上紧定螺钉拧紧扭矩大于下紧定螺钉拧紧扭矩时，刀尖朝靠近内刀体10轴线方向移动；当上紧定螺钉拧紧扭矩小于下紧定螺钉拧紧扭矩时，刀尖朝远离内刀体10轴线方向移动。此径向装刀精度调整的过程在刀条完成轴向装刀精度调整后进行，该径向装刀精度调整对其轴向精度产生极小影响，能实现对刀条径向和轴向的高精度控制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种用于加工螺旋锥齿轮产品的刀盘，其特征在于，包括：

内刀体，所述内刀体为圆形，且其周向边沿设有多个刀槽；

外圈，所述外圈套装并固定在所述内刀体上，且所述外圈圈在所述刀槽的开口处；

其中，所述内刀体和所述外圈为分体结构。

2.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，所述外圈与所述内刀体过盈配合，且所述外圈与所述内刀体相互焊接。

3.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，所述刀槽沿所述内刀体的周向均匀分布。

4.根据权利要求3所述的刀盘，其特征在于，所述刀槽包括用于装配内刀的内刀槽和用于装配外刀的外刀槽，所述内刀槽和所述外刀槽交错布置。

5.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，所述外圈上与每个所述刀槽对应的位置分别设有一组螺钉孔；

每组所述螺钉孔包括装配有上紧定螺钉的上螺钉孔和装配有下紧定螺钉的下螺钉孔；所述上紧定螺钉和所述下紧定螺钉用于抵紧所述导槽内的刀条，并调节该刀条沿所述内刀体径向的位置。

6.根据权利要求5所述的刀盘，其特征在于，所述上紧定螺钉上套装有压紧弹簧，所述压紧弹簧用于与所述上紧定螺钉和所述刀条相抵。

7.根据权利要求1所述的刀盘，其特征在于，所述内刀体上设有安装孔。