[发明专利]具有条形刀片的径向可调整性的齿轮刀具

说明书

本申请要求保护在2012年11月9日提交的美国临时专利申请第61/724,531号的权益，该专利申请的全部公开以引用的方式并入到本文中。

技术领域

本发明针对于齿轮制造和特别地用于平面滚齿和平面铣削的锥齿轮面刀头。

背景技术

锥齿轮和准双曲面齿轮能在单次或间歇转位过程(平面铣削)或者在连续转位过程(面滚)中切削。在展成或摇台平面中的基本切削设置将使刀头中心定位在如下位置：该位置以所谓的径向距离的量离开展成齿轮中心(摇台轴线)的位置。刀片的外形表示在刀具旋转时展成齿轮的一个齿。用于锥齿轮切削的常用平面刀具具有若干刀片组，每一组具有一个到四个刀片。最常用的刀具是交替(完成)刀具，每个刀片组具有一个外侧刀片和一个内侧刀片。为了在切削过程中实现所有内侧刀片和所有外侧刀片相等的切屑负荷，所有外侧刀片的切削刃优选地在相同径向位置彼此跟随。而且，所有内侧刀片应在相同径向位置彼此跟随。换言之，一种类型(内侧或外侧)的所有切削刃应在刀具旋转时生成相同锥表面。

刀头主体、刀片坯件的制造公差和刀片轮廓磨削的偏差将引入一个刀头中不同刀片的不同切削刃位置。

虽然较老的平面刀具系统允许调整径向刀片位置，目前的条形刀片系统没有设置成实现直接径向调整。然而，实现切削刃位置的径向变化的已知技术包括：

1.如果条形刀片运动到不同于标称位置的轴向位置，那么，通过近似ΔR＝Δs·tanα，刀具参考平面的半径增加或减小，其中Δs是条形刀片的正或负轴向移动，并且α是刀片压力角(例如，参看US 5,839,943)。

2.如果利用两个夹紧螺钉(上和下)来夹紧条形刀片，那么上或下螺钉的扭矩增加能使刀片末端略微径向移动，如果条形刀片并非精确地为直的或者如果正常槽壁并不完全是平面的。

上述方法1的缺点在于所有轴向移位的刀片的刀片末端将运动离开其共同的末端平面。虽然刀片调整改进了径向切削刃位置，其造成刀片末端的跳动(runout)。刀片末端的跳动将造成刀片的过早的末端磨损。

上述方法2的缺点在于刀具需要每个刀片两个夹紧螺钉，并且这两个夹紧螺钉的扭矩必须根据刀片和槽的各个不准确度来进行选择。也可能由于刀片和槽的特定形状，将不发生刀片半径变化、诸如刀片半径增加或刀片半径减小。在这种情况下，不能对这种特定的槽/刀片组合进行调整。方法2是根据可能仅通过耗时的尝试错误循环来控制的一致性。

发明内容

本发明针对于用于平面滚齿和平面铣削的锥齿轮制造面刀头，其中，刀头包括正刀片承座，并且能在刀片预夹紧和轴向定位之后将刀片紧紧地夹紧到正承座表面上并且径向调整条形刀片。

本发明的刀头总体上是盘形并且能绕刀片轴线旋转。刀头包括：第一侧和第二侧；布置于刀头中的一个或多个切削刀片定位槽，其中刀片定位槽中的每一个在第一侧与第二侧之间延伸。刀片定位槽分别具有在第一侧与和第二侧之间延伸的至少一个刀片承座表面，刀片承座表面具有修改的形状并且从第一侧延伸到第二侧，其中修改的形状偏离于从第一侧延伸到第二侧的连续直线形表面的形状。

优选地，修改形状的承座表面包括第一部分和第二部分，第一部分从第一侧或第二侧之一延伸到第一侧与第二侧之间的预定位置，第一部分具有第一形状，第二部分从预定位置延伸到第一侧或第二侧中的另一个，第二部分具有使得第一部分的形状和第二部分的形状一起不构成从第一侧延伸到第二侧的连续直线(始终相同的斜率)的形状。第一部分优选地是直的并且第二部分优选地是弯曲的。

附图说明

图1示出了用于条形刀片的刀头槽的多个不同承座表面修改。

图2(a)示出了带条形刀片的刀头的截面图，条形刀片利用夹紧块和两个夹紧螺钉连接到刀头，其中仅上夹紧螺钉处于扭矩下。

图2(b)示出了与图2(a)的相同截面，其中下夹紧螺钉具有比上夹紧螺钉更高的扭矩。

图3示出了在刀头槽中具有五边形截面和正承座的切削刀片的三维视图。两个刀片承座表面的下部段被修改。

图4示出了在刀头槽中具有五边形截面的切削刀片的二维顶视图。虚线指示在承座表面的下(看不到)部段中两个承座表面的修改。

图5示出了在刀头槽中具有五边形截面的切削刀片的二维顶视图。虚线指示相对于承座表面的下(未图示)部段中定向的切削圆更接近切向的承座表面的修改。

图6示出了在刀头槽中具有五边形截面和正承座的切削刀片的三维图。相对于切削圆更接近切向定向的承座表面的下部段被修改。