[发明专利]一种加工齿轮/齿槽的方法及相应的铣削刀具

说明书

技术领域

本发明属于齿轮/齿槽加工技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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，本发明采用的技术方案是：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，本发明采用的技术方案是：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：