[发明专利]一种加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的刀具组合及加工方法

权利要求书

1.一种加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的刀具组合，其特征在于，包括刀盘（1），所述刀盘（1）可绕自身轴线转动，所述刀盘（1）上圆周阵列有多个齿槽刀夹组（2），所述齿槽刀夹组（2）包括刀夹座（3）和双刃刀片（4），所述刀盘（1）上开设有齿槽（5），所述刀夹座（3）与所述齿槽（5）适配，所述双刃刀片（4）可拆卸的安装在所述刀夹座（3）上，所述双刃刀片（4）的外切削刃为正锥形，所述外切削刃与双刃刀片（4）内外刃对称轴线间的夹角等于所述外切削刃与所述刀盘（1）轴线间的夹角，所述双刃刀片（4）的内切削刃为倒锥形，所述内切削刃与双刃刀片（4）内外刃对称轴线间的夹角等于所述内切削刃与所述刀盘（1）轴线间的夹角，所述双刃刀片（4）沿自身安装孔轴线方向的截面形状为菱形，所述双刃刀片（4）的内外刃对称轴平行于所述刀盘（1）的旋转轴；

所述刀夹座（3）的一侧开设有刀片槽（6），所述双刃刀片（4）内外刃对称轴的一端适配在所述刀片槽（6）内，所述双刃刀片（4）通过刀片固定螺钉（7）与所述刀夹座（3）连接，所述齿槽刀夹组（2）还包括刀片侧锁紧块（8），所述齿槽（5）内设有楔形槽（9），所述刀片侧锁紧块（8）的两侧均为楔形面，所述刀片侧锁紧块（8）适配在所述楔形槽（9）内，所述刀片侧锁紧块（8）的一楔形面与所述双刃刀片（4）相抵，所述刀片侧锁紧块（8）的另一楔形面与所述楔形槽（9）的内壁相抵，所述楔形槽（9）内设置有刀夹侧锁紧块（10），所述刀夹侧锁紧块（10）的两侧均为楔形面，所述刀夹侧锁紧块（10）的一楔形面与所述刀夹座（3）相抵，所述刀夹侧锁紧块（10）的另一楔形面与所述楔形槽（9）的内壁相抵；

所述刀夹侧锁紧块（10）上适配有第一锁紧螺钉（17），所述第一锁紧螺钉（17）与所述刀盘（1）螺纹连接，所述刀夹侧锁紧块（10）的底部设置有第一弹簧（18），所述刀片侧锁紧块（8）上适配有第二锁紧螺钉（19），所述第二锁紧螺钉（19）与所述刀盘（1）螺纹连接，所述刀片侧锁紧块（8）的底部设置有第二弹簧（20）；

所述刀夹座（3）的顶部贯穿开设有两个定位通孔（12），两个所述定位通孔（12）内分别活动穿设有第一刀夹固定螺钉（13）和第二刀夹固定螺钉（22），所述第一刀夹固定螺钉（13）靠近所述双刃刀片（4）设置，所述第一刀夹固定螺钉（13）和第二刀夹固定螺钉（22）均与所述刀盘（1）螺纹连接，所述刀夹座（3）靠近双刃刀片（4）的一端开设有第一螺纹孔（14），所述第一螺纹孔（14）与靠近所述双刃刀片（4）的定位通孔（12）相通，所述第一螺纹孔（14）内适配有第一刀夹紧定螺钉（11），所述刀夹座（3）的另一端开设有第二螺纹孔（15），所述第二螺纹孔（15）与另一所述定位通孔（12）相通，所述第二螺纹孔（15）内适配有第二刀夹紧定螺钉（16）。

2.根据权利要求1所述的一种加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的刀具组合，其特征在于，所述刀盘（1）上设置有吊环（21）。

3.根据权利要求1或2所述的一种加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工方法，其特征在于，将所述刀盘（1）安装在机床主轴上并绕自身轴线M-M转动，所述齿槽刀夹组（2）固定在刀盘（1）上并随所述刀盘（1）一起转动，待加工齿坯绕自身轴旋转，其转速为，同时待加工齿坯做靠近所述刀盘（1）的水平进给运动，其速度为V，使待加工齿坯与所述双刃刀片（4）形成紧密的展成运动，加工过程中所述双刃刀片（4）的外切削刃加工出齿轮的齿凹面，内切削刃加工出齿轮的齿凸面，加工完一对齿面需进行分度再加工下一对齿面加工，直至完成整个齿轮的加工，待加工齿坯转速与进给速度关系为：，其中R₁为齿轮分度圆半径。

4.根据权利要求3所述的一种加工变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的加工方法，其特征在于，所述双刃刀片（4）与待加工齿坯的接触点在固定坐标系中的运动轨迹即为接触线，得到双刃刀片（4）与待加工齿坯的接触线方程为：

各坐标系分别为：双刃刀片（4）静坐标系即固定坐标系 O1-x1，y1，z1，待加工齿坯的静坐标系 O2-x2，y2，z2，待加工齿坯的动坐标系 Od-xd，yd，zd；

被加工齿轮的分度圆半径为 R1、待加工齿坯的动坐标旋转角度为 ψ；

刀盘（1）半径为 R，θ为双刃刀片（4）从待加工齿坯中截面到端面的转角（°），即为齿廓位置角；

m 为被加工齿轮模数，α为双刃刀片（4）展角即被加工轮齿的压力角，被加工齿轮的齿宽为 B，u 为刀具沿母线方向到参考系 x1 轴的距离，并规定在 z1 轴正半轴为正，负半轴为负。