[发明专利]具有方形或矩形条形刀片的径向可调整性的齿轮刀具

说明书

本申请要求2012年12月14日提交的美国临时专利申请第61/737,525号 的权益，其全部内容以参见的方式纳入本文。

发明领域

本发明涉及齿轮制造，并且具体地说涉及一种用于平面滚齿和平面铣削的 锥齿轮面刀头。

发明背景

锥齿轮和准双曲面齿轮可在单次或间歇转位过程(平面铣削)中或在连续 转位过程(平面滚齿)中切削。在展成或摇台平面上的基本切削设置会将刀头 的中心放在远离展成齿轮中心(摇台轴线)所谓径向距离的量的位置上。当刀 具旋转时，刀片的外形表示展成齿轮的一个齿。锥齿轮切削用的常用平面刀具 具有多个刀片组，每个刀片组具有一至四个刀片。最常用刀具是具有每个刀片 组一个外侧和一个内侧刀片的交替(完成)刀具。为了实现所有内侧刀片和所 有外侧刀片在切削过程期间的相等切屑载荷，所有外侧刀片的切削刃优选地在 同一径向位置彼此跟随。所有内侧刀片也应在同一径向位置彼此跟随。换言之， 当刀具旋转时，一种类型(内侧或外侧)的所有切削刃应生成相同锥面。

刀头主体、刀片坯件的制造公差以及刀片轮廓磨削中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，但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.如果条形刀片在不同于标称位置的轴向位置上移动，那刀具参考平面的 直径以近似ΔR＝Δs·tanα增大或减小，其中Δs是条形刀片的正或负轴向移动 以及α是刀片压力角(例如，参见US 5,839,94)。

2.如果条形刀片用两个夹紧螺钉(上和下)夹紧，那上或下螺钉的扭矩增 大可使刀片末端稍微径向移动，如果条形刀片并非精确地为直的或如果正常槽 壁不是完全平面的。

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。 刀片末端的跳动将造成刀片末端的过早磨损。

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，将不发生半径变化，诸如刀片半径增大或刀片半径减小。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基于可能仅通过 耗时的试错循环来控制的一致性。

发明内容

本发明涉及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 括正刀片承座以及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的能力。

本发明的刀头大致盘形并且可绕刀片轴线旋转。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示出了对条形刀片的刀头槽的多个不同类型的承座表面修改。

图2(a)示出了具有条形刀片的刀头的剖视图，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(a)示出了用一个夹紧螺钉和夹紧块压靠到径向承座表面上的条形 刀片。

图3(b)示出了用一个夹紧螺钉和夹紧块压靠到径向承座表面上的条形 刀片。第二夹紧螺钉位于第一夹紧螺钉下方(参见图2a或2b)，将刀片压入 下径向凹部内。