專利名稱：通用棒材切削刀具頭及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于以單齒分度法機加工錐齒輪，特別是螺旋齒錐齒輪的棒材切削刀
具頭。本發(fā)明還涉及這樣的通用切削刀具頭的以單齒分度法機加工螺旋齒錐齒輪的用途。
背景技術(shù)：
存在各種類型的錐齒輪，這些類型的錐齒輪尤其是由于縱向齒面線的曲線而不 同。以下的錐齒輪根據(jù)縱向齒面線的曲線而不同
-直齒錐齒輪
-斜齒錐齒輪
-螺旋齒錐齒輪。 術(shù)語"螺旋齒錐齒輪"大概是來自美國，在美國這些錐齒輪通常被稱作"螺旋錐齒
輪"?？赡芨玫氖鞘褂眯g(shù)語"弧齒錐齒輪"來替代螺旋齒錐齒輪，因為螺旋線已代表了弧
線的特定形式。在下文中仍使用術(shù)語"螺旋齒錐齒輪"。軸向偏置的錐齒輪也稱作準雙曲面
輪，當(dāng)在下文中涉及錐齒輪時，它們指的是軸向偏置和軸向不偏置的兩者。 在螺旋齒錐齒輪中，可有關(guān)于縱向齒面線的進一步細分-圓弧-延長的外擺線-漸開線-延長的內(nèi)擺線。 圓弧齒錐齒輪具有圓弧作為縱向齒面線。圓弧齒錐齒輪用單齒分度法(也稱作間 歇分度法、單齒分度工藝或銑面)來制造。在圖1A中示意性地示出了單齒分度法。棒材切 削刀具頭20的切削刀具21在所要生產(chǎn)的錐齒輪11支靠成固定角度的同時完成圓弧形式 的運動。為了制造更多的齒間隙，切削刀具頭20縮回且工件11繞一分度角轉(zhuǎn)動。在圖1A 中以箭頭A、B及C指示出步進的進一步轉(zhuǎn)動(這里是逆時針的)。因此，一次總是制造一 個齒間隙。切削刀具21都沿著分度圓N安置。 擴展外擺線(也稱作延長外擺線)齒錐齒輪通過連續(xù)分度法(也稱作連續(xù)滾刀、 連續(xù)分度工藝或面滾刀)來制造。在用連續(xù)分度法產(chǎn)生外擺線的過程中，齒計數(shù)與切削刀 具頭的螺紋計數(shù)(切削刀具分組的數(shù)量)的比值對應(yīng)于主圓G的半徑與基圓R的半徑的比 值。如果其上安置切削刀具刀片的切削刀具頭的標稱半徑大于基圓R的半徑，則就是延長 的外擺線。在連續(xù)分度法中，切削刀具頭24以及工件11兩者都以按時間發(fā)生順序彼此適 應(yīng)的運動順序進行轉(zhuǎn)動。因此連續(xù)地執(zhí)行分度且準同時地產(chǎn)生所有的齒間隙。在圖1B中 示出相應(yīng)的例子。切削刀具頭24順時針轉(zhuǎn)動，而工件11逆時針轉(zhuǎn)動。在圖1B中可見，相 應(yīng)切削刀具頭24的棒材切削刀具23通常成對(成組)地設(shè)置。棒材切削機24的構(gòu)造不 像在切削刀具頭20中那樣沿著標稱圓N同心。在圖1B中可見，切削刀具頭24的基圓R沿 著工件11的主圓G滾動。M在這里標識切削刀具頭24的中心點。 漸開線齒錐齒輪具有漸開線型的縱向齒面線。這樣的錐齒輪也是通過利用截頭錐形式的特殊滾刀的連續(xù)分度法來制造的。根據(jù)該原理的科林基恩伯格公司(Klingelnberg) 的方法稱為Palloi(f。 以連續(xù)分度法制造的錐齒輪的例子是科林基恩伯格公司生產(chǎn)的SpiroflexTM和 8 &30@錐齒輪。Spirac指的是Spiroflex方法的變形。 對于用于生產(chǎn)錐齒輪的切削刀具頭，所謂的棒材切削刀具頭和仿形切削刀具頭之 間是有差別的。棒材切削刀具頭裝有多個棒材切削刀具，每個棒材切削刀具具有一軸和一 頭部區(qū)域。通過磨削棒材切削刀具可使棒材切削刀具具有所想要的形狀和位置。棒材切削 刀具頭比仿形切削刀具頭產(chǎn)量更高，且棒材切削刀具可銑出一定的輪廓。與之對比，仿形切 削刀具頭則裝有仿形切削刀具。仿形切削刀具在修整時保持它們的形狀。這些仿形切削刀 具具有與棒材切削刀具不同的形狀且僅在前方被修整。使用仿形切削刀具來銑削錐齒輪的 一個優(yōu)點是不需要專門的磨削機來對仿形切削刀具進行修整。例如，已知的克林根貝格銑 齒(cyclo-palloid method)法使用這種類型的仿形切削刀具來生產(chǎn)螺旋錐齒輪。
在棒材切削刀具頭中有時會使用所謂下層板或平行板，仿形切削刀具頭中也會使 用這些板，以能糾正棒材切削刀具或仿形切削刀具的徑向位置。為此，這些板以不同的厚度 提供。切削刀具的位置通?？膳c之移位多達5mm。使用這樣的板會損害切削刀具的位置精 度、切削刀具安裝的穩(wěn)定性以及由切削刀具頭和切削刀具構(gòu)成的整個構(gòu)造的剛度。
有使用一組各種經(jīng)檢定的錐齒輪的公司和使用者。因此，經(jīng)常會需要備有大零件 量的相應(yīng)切削刀具頭，以能按要求生產(chǎn)出特定的錐齒輪。如果要用新的棒材切削刀具頭來 更換舊的切削刀具頭，這些新的切削刀具頭可接納更新且更耐用的棒材切削刀具，并可用 在更新的錐齒輪切削機器上，則成本方面的費用就尤為高。如果所有舊的切削刀具頭都必 須用相應(yīng)的新切削刀具頭來更換則成本是相當(dāng)高的。 科林基恩伯格公司的ARCON 切削刀具頭系統(tǒng)可代表一示例性的用于單齒分度 齒輪切削方法(單齒分度法)的高性能切削刀具頭系統(tǒng)。3.75英寸的ARCON 切削刀具 頭例如載有11個棒材切削刀具分組，每切削刀具分組具有一個內(nèi)切削刀具和一個外切削 刀具。外切削刀具從齒間隙的外或凹入齒面去除材料。內(nèi)切削刀具從齒間隙的內(nèi)或凸出牙 側(cè)去除材料。因此在本例中總共使用22個棒材切削刀具。使用該切削刀具頭，例如可制造 模數(shù)4. 5的錐齒輪。如果需要模數(shù)2. 5的錐齒輪，則必須使用總共具有14個棒材切削刀具 的2. 5英寸的八11(:€^8切削刀具頭。其它制造商的切削刀具頭也可舉出類似的例子。
在這里的上下文中也不應(yīng)遺忘TwinBlade系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中切削刀具產(chǎn)生整個齒 間隙，該系統(tǒng)僅能應(yīng)用于所謂的單齒分度中的完工(completing)工藝中。
這些例子可證明，對于許多使用者來說工具上的花費可能是太高太昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于提供一種成本經(jīng)濟的方案的目的，該成本經(jīng)濟的方案允許利用 最少的可能工具來制造各種螺旋齒錐齒輪。 根據(jù)本發(fā)明，上述目的可通過如權(quán)利要求1所述的棒材切削刀具頭來實現(xiàn)。本發(fā) 明的有利實施例形成從屬權(quán)利要求的主題。上述目的也可通過如權(quán)利要求8所述的權(quán)利要 求來實現(xiàn)。 根據(jù)本發(fā)明的一種棒材切削刀具頭設(shè)計成接納第一棒材切削刀具組和第二棒材切削刀具組的多個棒材切削刀具。棒材切削刀具頭具有用于接納第一棒材切削刀具組的n 個棒材切削刀具的n個前側(cè)接納開口 。這n個接納開口都沿著具有第一切削刀具頭標稱半 徑的第一同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中使用這n個棒材切削刀具來銑 削第一螺旋齒錐齒輪。棒材切削刀具頭還至少具有用于接納第二棒材切削刀具組的m個棒 材切削刀具的m個接納開口 ，這m個接納開口都沿著具有第二切削刀具頭標稱半徑的第二 同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置。如果棒材切削刀具頭裝有第二棒材切削刀具組的m個棒材切 削刀具，則可在單齒分度法中銑削第二螺旋齒錐齒輪。n和m是大于或等于二的整數(shù)，且第 二切削刀具頭標稱半徑大于第一切削刀具頭標稱半徑。 —種根據(jù)本發(fā)明的這樣的棒材切削刀具頭的用途規(guī)定，該棒材切削刀具頭用于制 造具有不同齒幾何形狀的螺旋齒錐齒輪。為了能產(chǎn)生不同的齒幾何形狀，需要具有不同切 削刀具頭標稱半徑的棒材切削刀具頭這是因為，切削刀具頭標稱半徑對齒的幾何形狀和所 要求的機器設(shè)定有很大的影響。棒材切削刀具頭包括用于接納第一切削刀具組的n個棒材 切削刀具的n個接納開口，這n個接納開口都沿著具有第一切削刀具頭標稱半徑的第一同 心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中使用這n個棒材切削刀具來銑削第一螺旋 齒錐齒輪。此外，棒材切削刀具頭至少包括用于接納第二切削刀具組的m個棒材切削刀具 的m個接納開口，這m個接納開口都沿著具有第二切削刀具頭標稱半徑的第二同心切削刀 具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中僅使用這m個棒材切削刀具來銑削第二螺旋齒錐齒 輪。n和m是大于或等于二的整數(shù)，且第二切削刀具頭標稱半徑大于第一切削刀具頭標稱半 徑。 從各從屬權(quán)利要求可推斷出本發(fā)明的有利實施例。 下面列出本發(fā)明的若干優(yōu)點。根據(jù)本發(fā)明的切削刀具頭可靈活使用卻仍保持傳統(tǒng) 棒材切削刀具頭的高精度。之所以可實現(xiàn)高精度是因為在各個切削刀具頭標稱半徑處設(shè)有 用于接納棒材切削刀具的高精度凹進部。每個凹進部例如可采用電蝕來精確地施加在所想 要的位置。這些凹進部各僅如它們?yōu)榱私蛹{棒材切削刀具而必須的那樣大。因為僅需要相 對較小的凹進部，可基本上保持所以切削刀具頭的剛度。如果設(shè)置較長的徑向定向的凹進 部，則剛度會顯著地降低。 根據(jù)本發(fā)明的較佳切削刀具頭進一步的特征是它們實施為基本一體。
附圖標記一覽表是本公開文本的一部分。


結(jié)合地和綜合地描述附圖。下文將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。附 圖有 圖1A單齒分度法的示意圖； 圖IB連續(xù)分度法的示意圖； 圖2錐齒輪型小齒輪的示意性側(cè)視圖； 圖3錐齒輪切削機器的立體圖； 圖4根據(jù)本發(fā)明的第一切削刀具頭的示意性俯視圖； 圖5根據(jù)本發(fā)明的第二切削刀具頭的示意性俯視圖； 圖6A根據(jù)本發(fā)明的第三切削刀具頭的示意性俯視 圖6B根據(jù)本發(fā)明的第三切削刀具頭的俯視詳圖； 圖6C根據(jù)本發(fā)明的第三切削刀具頭的剖視詳圖(剖面A-A) 圖6D根據(jù)本發(fā)明的第三切削刀具頭的側(cè)視詳圖； 圖6E根據(jù)本發(fā)明的第三切削刀具頭的立體圖。
具體實施例方式
結(jié)合本描述使用術(shù)語，這些術(shù)語也用于相關(guān)的公報和專利中。不過，應(yīng)予注意的 是，使用這些術(shù)語僅僅是用來更好地進行理解。本發(fā)明的構(gòu)思和權(quán)利要求書的保護范圍不 應(yīng)被特定的術(shù)語選擇限制在它們的范圍內(nèi)。本發(fā)明可容易地轉(zhuǎn)換到其它術(shù)語系統(tǒng)和/或?qū)?業(yè)領(lǐng)域。術(shù)語將合適地應(yīng)用于其它的專業(yè)領(lǐng)域。 在圖2中示出螺旋齒錐齒輪的示意性側(cè)視圖。這是具有螺旋狀縱向齒面線的錐齒 輪型小齒輪ll。本發(fā)明也可應(yīng)用于生產(chǎn)其它錐齒輪型小齒輪ll和冠狀齒輪(例如準雙曲 面錐齒輪)，它們可用單齒分度法來生產(chǎn)。 圖3示出用于切削錐齒輪11，較佳的是螺旋齒錐齒輪型小齒輪11和螺旋齒型冠狀 齒輪的相應(yīng)CNC(計算機數(shù)控)機器100(也稱作錐齒輪切削機器)的基本結(jié)構(gòu)。
CNC機器100可以構(gòu)造如下。機器殼體110沿著線性坐標軸X(第一軸線)在機器 床身106上被水平和線性地引導(dǎo)。第一滑架利用心軸驅(qū)動裝置101沿著線性坐標軸Z(第 二軸線)在導(dǎo)向件105上垂向可動，導(dǎo)向件105附連于機器殼體110的側(cè)向面。具有第二 滑架108的工件心軸載架沿著線性坐標軸Y(第三軸線)在機器床身104上的導(dǎo)向件107 上被水平和線性地導(dǎo)向，坐標軸Y在圖3所示的CNC機器100中垂直于X軸。具有垂向軸 線C(第四軸線)的第一樞轉(zhuǎn)裝置109位于滑架108上。第一滑架103的導(dǎo)向件105和Z 軸在圖3所示的CNC機器100中相對于垂向傾斜。 第一滑架103載有工具心軸lll，該工具心軸111安裝成可圍繞工具心軸的軸線 102(第五軸線)轉(zhuǎn)動。工具心軸lll裝有工具，該工具在這里例如是具有多個棒材切削刀 具21的切削刀具頭20。工件心軸112通過第二滑架108和第一樞轉(zhuǎn)裝置109在機器床身 106上被水平地導(dǎo)向并可線性移位和/或可樞轉(zhuǎn)。第一樞轉(zhuǎn)裝置109載有工件心軸112，該 工件心軸可圍繞工件心軸軸線113(第六軸線)轉(zhuǎn)動。工件心軸112載有工件11，該工件在 本例中是螺旋齒錐齒輪型小齒輪11。第一樞轉(zhuǎn)裝置109可圍繞C軸線被可樞轉(zhuǎn)地水平導(dǎo) 向，以將工件11樞轉(zhuǎn)到機加工位置。工件心軸112可設(shè)有用于夾緊工件11的夾緊裝置。
現(xiàn)將基于圖4來說明本發(fā)明的原理。示出棒材切削刀具頭20的示意性俯視圖， 該切削刀具頭設(shè)計成用于接受兩個不同切削刀具組的棒材切削刀具。在位置1設(shè)置接納 開口 25. 1用于第一切削刀具組的外切削刀具。用于該切削刀具組的內(nèi)切削刀具的接納開 口 25.2位于位置5處。該第一切削刀具組的兩個棒材切削刀具(即n二 2)或接納開口 25. 1、25. 2位于具有切削刀具頭標稱半徑rl的同心切削刀具頭標稱圓上。例如，rl在這里 是3.75" /2(= 1.875英寸=47.62毫米)。同心的切削刀具頭標稱圓都具有共同的中心 點，該中心點與棒材切削刀具頭20的工具心軸軸線102重合。該切削刀具組的兩個棒材切 削刀具形成一所謂的切削刀具分組。 一棒材切削刀具分組可包括多個切削刀具分組，如下 文將解釋的。 此外，棒材切削刀具頭20的突出之處在于其包括用于具有兩個棒材切削刀具(即m= 2)的至少一個另外的切削刀具組(稱作第二切削刀具組)的接納開口 26. 1、26.2。接 納開口 26. 1設(shè)置在位置3用于第二切削刀具組的外切削刀具。用于該第二切削刀具組的 內(nèi)切削刀具的座開口 26. 2位于位置7處。第二切削刀具組的兩個棒材切削刀具或接納開 口 26. 1、26. 2位于具有切削刀具頭標稱半徑r2的同心切削刀具頭標稱圓上。例如，r2在 這里是5" /2( = 2.5英寸=63.5毫米)。 如圖4中所示的這樣的切削刀具頭20可替代兩個現(xiàn)有的切削刀具頭(一 3. 75〃 和一5〃的切削刀具頭)。如果切削刀具頭裝有第一切削刀具組的棒材切削刀具，在可制造 具有第一齒幾何形狀的第一錐齒輪11。如果該切削刀具頭裝有第二切削刀具組的棒材切削 刀具，則可制造具有不同齒幾何形狀的第二錐齒輪。 不過，這樣的新型通用切削刀具頭20的生產(chǎn)率并非很高，這是因為一次僅使用具 有一個切削刀具分組的一個切削刀具組。 基于以下的附圖，本發(fā)明的意義會變得更加清楚。在圖5中示出了另一實施例的 例子。這是這樣的一個棒材切削刀具頭20，它具有n = 6個用于第一切削刀具組的棒材切 削刀具的接納開口 25. 1-25. 6以及m = 6個用于第二切削刀具組的棒材切削刀具的接納開 口 26. 1-26. 6。第一切削刀具組的外切削刀具被接納在位置1處的接納開口 25. 1、25. 3、 25. 5中。第一切削刀具組的內(nèi)切削刀具被接納在位置5處的接納開口 25. 2、25. 4、25. 6中。 第二切削刀具組的外切削刀具被接納在位置3處的接納開口 26. 1、26.3、26.5中。第二切 削刀具組的內(nèi)切削刀具被接納在位置7處的接納開口 26.2、26.4、26.6中。第一切削刀具 組和第二切削刀具組各包括三個切削刀具分組，每個切削刀具分組由一個內(nèi)切削刀具和一 個外切削刀具構(gòu)成。 由于顯著增大的切削刀具分組數(shù)量，該切削刀具頭的生產(chǎn)率要高于圖4中所示的 切削刀具頭20。 在圖6A中示意性地示出了另一實施例的例子。這是這樣的一個棒材切削刀具頭 20，它具有n = 6個用于第一切削刀具組的棒材切削刀具的接納開口 25. 1-25. 6、 m = 6個 用于第二切削刀具組的棒材切削刀具的接納開口 26. 1-26. 6、k = 6個用于第三切削刀具組 的棒材切削刀具的接納開口 27. 1-27. 6、以及j = 6個用于第四切削刀具組的棒材切削刀具 的接納開口 28. 1-28.6。 第一切削刀具組的外切削刀具被接納在位置1處的接納開口 25. 1、25. 3、25. 5中。 第一切削刀具組的內(nèi)切削刀具被接納在位置5處的接納開口 25.2、25.4、25.6中。第二切 削刀具組的外切削刀具被接納在位置3處的接納開口 26. 1、26.3、26.5中。第二切削刀具 組的內(nèi)切削刀具被接納在位置7處的接納開口 26.2、26.4、26.6中。第三切削刀具組的外 切削刀具被接納在位置2處的接納開口 27. 1、27.3、27.5中。第三切削刀具組的內(nèi)切削刀 具被接納在位置6處的接納開口 27.2、27.4、27.6中。第四切削刀具組的外切削刀具被接 納在位置4處的接納開口 28. 1、28.3、28.5中。第四切削刀具組的內(nèi)切削刀具被接納在位 置8處的接納開口 28. 2、28. 4、28. 6中。 切削刀具組各包括三個切削刀具分組，每個切削刀具分組由一個內(nèi)切削刀具和一 個外切削刀具構(gòu)成。 該第一切削刀具組的接納開口 25. l-25.6位于具有切削刀具頭標稱半徑rl的同 心切削刀具頭標稱圓上。例如，rl在這里是3.75" /2( = 1.875英寸=47.63毫米)。第二切削刀具組的接納開口 26. l-26.6位于具有切削刀具頭標稱半徑r2的同心切削刀具 頭標稱圓上，r2例如等于5〃 /2( = 2.5英寸=63.5毫米)。第三切削刀具組的接納開 口 27. l-27.6位于具有切削刀具頭標稱半徑r3的同心切削刀具頭標稱圓上，r3例如等于 4.375〃 /2( = 2. 1875英寸=55.56毫米)。第四切削刀具組的接納開口 28. 1-28. 6位于 具有切削刀具頭標稱半徑r4的同心切削刀具頭標稱圓上，r4例如等于6〃 /2( = 3英寸= 76. 2毫米)。 根據(jù)本發(fā)明的棒材切削刀具頭20 —般設(shè)計成用于接納第一棒材切削刀具組的多 個棒材切削刀具，該棒材切削刀具頭20具有用于接納該第一棒材切削刀具組的n個棒材切 削刀具的n個接納開口 25. 1-25. n。第一切削刀具組的n個棒材切削刀具都沿著具有第一 切削刀具頭標稱半徑rl的第一同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置。如果棒材切削刀具頭20裝有 第一切削刀具組的n個棒材切削刀具，則可在單齒分度法中用它們來銑削第一螺旋齒錐齒 輪。棒材切削刀具頭20還至少具有用于接納第二切削刀具組的m個棒材切削刀具的m個 接納開口。第二切削刀具組的這m個棒材切削刀具都沿著具有第二切削刀具頭標稱半徑r2 的第二同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以在單齒分度法中僅使用這m個棒材切削刀具就能銑 削第二螺旋齒錐齒輪。所述數(shù)量n和m是大于或等于二的整數(shù)。例如，如果n等于六(參 見圖5)，則用于接納第一切削刀具組的三個內(nèi)切削刀具的接納開口 25. 1、25.3、25.5的相 互角度間隔為120° 。用于接納第一切削刀具組的三個外切削刀具的接納開口 25. 2、25. 4、 25.6的相互角度間隔為120° 。用于內(nèi)切削刀具的接納開口25. l與隨后(相鄰)的用于外 切削刀具的接納開口 25.6之間的角度間隔為360° /n，即角度是60。。如果m也等于六， 則關(guān)于角度規(guī)定的該陳述也類似地適用于接納開口 26. 1-26.6.第二切削刀具組的三個內(nèi) 切削刀具的相互角度間隔為120° ，且第二切削刀具組的三個外切削刀具的相互角度間隔 也為120° 。 例如，如果使用n = 6個棒材切削刀具，則這些棒材切削刀具中的三個可以是內(nèi)切 削刀具且三個是外切削刀具。在該情況下，各具有一個內(nèi)切削刀具和一個外切削刀具的三 個切削刀具分組用作第一切削刀具組。 不過，也可使用兩個內(nèi)切削刀具、兩個外切削刀具以及兩個粗加工刀片來切削齒 間隙基部。在該情況下，各切削刀具組包括一個內(nèi)切削刀具、一個外切削刀具以及一個粗加 工刀片。不過，也可以是兩個作為精加工刀片的內(nèi)切削刀具、兩個作為精加工刀片的外切削 刀具以及兩個作為粗加工切削刀具的粗加工刀片。在該情況下，各切削刀具組包括一個內(nèi) 切削刀具、一個外切削刀具以及一個精加工刀片。 這些類型的切削刀具成各種切削刀具分組的分布可用于本發(fā)明的所有實施例中。
用于接納第二切削刀具組的m = 6個棒材切削刀具的接納開口 26. 1_26. 6相對于 用于接納第一切削刀具組的n二6個棒材切削刀具的接納開口 25. 1-25.6偏移至少15°的 角度。例如，在圖5中，用于第一切削刀具組的外切削刀具(位置1)的接納開口25. l與用 于第二切削刀具組的外切削刀具(位置3)的接納開口 26. l之間的角度間隔是90。。用于 第一切削刀具組的外切削刀具(位置1)的接納開口 25. 1與用于第二切削刀具組的內(nèi)切削 刀具(位置7)的接納開口 26.4之間的角度間隔是30° 切削刀具頭20較佳的是分成15°的角度量，以使各種接納開口彼此偏置。
在圖6B中示出一示例性切削刀具頭20的所有尺寸，該切削刀具頭可接納總共四個切削刀具組，每個組套具有六個棒材切削刀具(分成三個切削刀具分組)。對各種接納開 口的各自角度以及從中心點(軸線102)到特定最近點的半徑(以毫米計)都作出了規(guī)定。
根據(jù)本發(fā)明的切削刀具頭較佳的是設(shè)有徑向延伸的螺釘，以能將各個棒材切削刀 具固定在相應(yīng)的插孔開口中。這些螺釘安置在具有內(nèi)螺紋的徑向延伸的固定孔中。各個具 有內(nèi)螺紋的固定孔的位置在圖6B中以雙線指示出，這些雙線從切削刀具頭20的外周徑向 向內(nèi)延伸到接納開口。較佳的是每個棒材切削刀具使用兩個夾緊螺釘。這兩個夾緊螺釘在 軸向(對角地)上一個位于另一個之后地設(shè)置。夾緊螺釘壓抵在棒材切削刀具上并確保其 非主動的固定。 在圖6C中示出沿著圖6B的線A-A的剖面。在圖6C的上部區(qū)域示出兩個固定孔 31. 1、31.2，這兩個固定孔與接納開口 25. l(在位置1)相關(guān)聯(lián)。在圖6B的下部區(qū)域中的兩 個固定孔31. 1、31. 2與接納開口 25. 2 (在位置5)相關(guān)聯(lián)。 如通常的情況那樣，切削刀具頭20具有基本上圓柱形對稱的基本形狀，并具有板 狀頭部區(qū)域30和圓柱形后部區(qū)域32。在中心設(shè)有中心孔33，以能將切削刀具頭20固定在 工具心軸上(例如圖2中所示的心軸驅(qū)動裝置101上)。 接納開口較佳的是實施成它們對角地延伸穿過切削刀具頭20。接納開口因此在頭 部區(qū)域30的前側(cè)以及后側(cè)34上都是可見的。 這些接納開口的對角形狀示于圖6D中。用于夾緊螺釘?shù)墓潭?1. 1、31.2因此
稍稍沿軸向傾斜地一個位于另一個上方。 在圖6E中可以看到，通過棒材切削刀具的傾斜而產(chǎn)生切削刀具頭20的拼合式后 側(cè)32。在后側(cè)上可看到接納開口的各個開槽的延伸部。這樣的槽在圖6E中由附圖標記35 標識。 在根據(jù)本發(fā)明的切削刀具頭20中，較佳的是將精密制造的槽用作接納開口，以精
確地徑向和角度固定棒材切削刀具的位置。接納開口形成所謂的切削刀具室，用于對這些
位置進行精確的徑向和角度固定并用于例如利用夾緊螺釘固定棒材切削刀具。 較佳的是在在切削刀具室中放置間隔板，以能在特定的接納開口中以小的步長
(對應(yīng)于間隔板的厚度)徑向移位棒材切削刀具。采用也稱作平行板的間隔板的該方法已
為人們所知一段時間，并已用于較早的切削刀具頭。 也可以使用夾緊楔來定位和固定棒材切削刀具，這些夾緊楔較佳的是相對于切削 刀具頭20的軸線沿對角方向地插入接納開口中。 棒材切削刀具通常具有矩形或棱形橫截面的切削刀具軸。切削刀具頭20的接納 開口因此具有較佳的是互補的相應(yīng)橫截面。不過，切削刀具軸也可以具有凹入或凸出的表 面。在這種情況下，接納開口的形狀較佳的是也相應(yīng)地適配。 根據(jù)本發(fā)明的切削刀具頭20的外徑由可容納在切削刀具頭20上的最大的切
削刀具頭標稱直徑來得到。如果最大的切削刀具頭標稱直徑例如是7.5" (7.5英寸=
190. 5毫米)，則上述外徑較佳的是大致268毫米。如果最大的切削刀具頭標稱直徑例如是
3. 75〃 (3. 75英寸=95. 25毫米)，則上述外徑較佳的是大致165毫米。 本發(fā)明涉及在單齒分度法(根據(jù)圖1A的原理)中采用的通用切削刀具頭20。這
樣的切削刀具頭20的棒材切削刀具21在待生產(chǎn)的錐齒輪11支靠在固定的角度位置時完
成一螺旋狀的運動。在一個銑 通過行程中，機加工齒間隙直到最終幾何形狀形成為止。為了制造更多的齒間隙，切削刀具頭20縮回且工件11轉(zhuǎn)動一分度角。因此，一次總是制造一 個齒間隙。 在一尤佳的實施例中，接納開口 (槽)可以在幾何形狀上與傳統(tǒng)的切削刀具頭的 接納開口 (槽)相同。該實施例的優(yōu)點在于，由于對于相同錐齒輪齒具有相等的切削刀具 頭標稱半徑，所以棒材切削刀具可在傳統(tǒng)的切削刀具頭與根據(jù)本發(fā)明的通用切削刀具頭24 之間進行互換。不過，根據(jù)本發(fā)明的切削刀具頭24所接納的棒材切削刀具要比傳統(tǒng)的切削 刀具頭少。該實施例的優(yōu)點在于，顯著地簡化了計算和數(shù)據(jù)存儲以及存放和處理。
本發(fā)明特別是還可應(yīng)用于所謂的完工法(例如在TwinBlade系統(tǒng)中)和準完工 法。完工法是一種用于批量生產(chǎn)的單齒分度法。完工法相對于其它單齒分度法的突出之處 在于其較高的生產(chǎn)率。 當(dāng)然，本發(fā)明也可以應(yīng)用于4個以上的標稱半徑切削刀具分組，只要其中的凹陷 部數(shù)量不會危及切削刀具頭的穩(wěn)定性即可。附圖標記列表第一切削刀具分組的外切削刀具的位置1第三切削刀具分組的外切削刀具的位置2第二切削刀具分組的外切削刀具的位置3第四切削刀具分組的外切削刀具的位置4第一切削刀具分組的內(nèi)切削刀具的位置5第三切削刀具分組的內(nèi)切削刀具的位置6第二切削刀具分組的內(nèi)切削刀具的位置7第四切削刀具分組的內(nèi)切削刀具的位置8錐齒輪型小齒輪11棒材切削刀具頭20棒材切削刀具21切削刀具頭24用于第一切削刀具分組的棒材切削刀具的接納開口25. 1-25用于第二切削刀具分組的棒材切削刀具的接納開口26. 1-26用于第三切削刀具分組的棒材切削刀具的接納開口27. 1-27用于第四切削刀具分組的棒材切削刀具的接納開口28. 1-28板狀頭部區(qū)域30用于夾緊螺釘?shù)穆葆旈_口31. 1，31圓柱形后部區(qū)域32中心孔33后側(cè)34槽35CNC機器100心軸驅(qū)動裝置101工具心軸軸線102第一滑架103
機器床身 104 導(dǎo)向件 105 機器床身 106 第二滑架 108 樞轉(zhuǎn)裝置 109 機器殼體 110 工具心軸 111 工件心軸 112 工件心軸軸線 113 第一切削刀具分組的棒材切削刀具的數(shù)量 n 第二切削刀具分組的棒材切削刀具的數(shù)量 m 第三切削刀具分組的棒材切削刀具的數(shù)量 k 第四切削刀具分組的棒材切削刀具的數(shù)量 j 第一分度轉(zhuǎn)動 A 第二分度轉(zhuǎn)動 B 第三分度轉(zhuǎn)動 C 主圓 G 切削刀具頭中心點 M 基圓 R
權(quán)利要求
用于在前側(cè)接納第一切削刀具組的多個棒材切削刀具的棒材切削刀具頭(20)，所述棒材切削刀具頭(20)具有用于接納所述第一切削刀具組的n個棒材切削刀具的n個接納開口(25.1-25.6)，所述n個接納開口都沿著具有第一切削刀具頭標稱半徑(r1)的第一同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中使用這n個棒材切削刀具來銑削第一螺旋齒錐齒輪(11)，其特征在于，所述棒材切削刀具頭(20)還至少具有用于接納第二切削刀具組的m個棒材切削刀具的m個接納開口(26.1-26.6)，所述m個接納開口都沿著具有第二切削刀具頭標稱半徑(r2)的第二同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中僅使用這m個棒材切削刀具來銑削第二螺旋齒錐齒輪，n和m是大于或等于二的整數(shù)，且所述第二切削刀具頭標稱半徑(r2)大于所述第一切削刀具頭標稱半徑(r1)。
2. 如權(quán)利要求l所述的棒材切削刀具頭(20)，其特征在于，所述棒材切削刀具頭(20)還至少具有用于接納第三切削刀具組的k個棒材切削刀 具的k個接納開口 (27. 1-27. 6)，所述k個接納開口都沿著具有第三切削刀具頭標稱半徑 (r3)的第三同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中僅使用這k個棒材切削刀具 來銑削第三螺旋齒錐齒輪，k是大于或等于二的整數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的棒材切削刀具頭(20)，其特征在于，所述棒材切削刀具頭(20)還至少具有用于接納第四切削刀具組的j個棒材切削刀 具的j個接納開口 (28. 1-28. 6)，所述j個接納開口都沿著具有第四切削刀具頭標稱半徑 (r4)的第四同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中僅使用這j個棒材切削刀具 來銑削第四螺旋齒錐齒輪，j是大于或等于二的整數(shù)。
4. 如前述權(quán)利要求之一所述的棒材切削刀具頭(20)，其特征在于，_n等于六，用于接納所述第一棒材切削刀具組的n = 6個棒材切削刀具的所述接納開 口 (25. 1-25.6)具有60°的相互角度間隔；_m等于六，用于接納所述第二棒材切削刀具組的m = 6個棒材切削刀具的所述接納開 口 (26. 1-26.6)具有60°的相互角度間隔；并且用于接納所述第二棒材切削刀具組的m二 6個棒材切削刀具的所述接納開口 (26. 1-26. 6)相對于用于接納所述第一棒材切削刀具組的n = 6個棒材切削刀具的所述接 納開口 (25. 1-25.6)偏移至少15°的角度。
5. 如前述權(quán)利要求1至3之一所述的棒材切削刀具頭(20)，其特征在于，-n等于六，用于接納所述第一棒材切削刀具組的n = 6個棒材切削刀具的所述接納開 口 (25.1-25.6)具有60°的相互角度間隔，所述接納開口 (25.1-25.6)總是沿著所述第一 同心切削刀具頭標稱圓交替地布置以接納外切削棒材切削刀具和內(nèi)切削棒材切削刀具。-m等于六，用于接納所述第二棒材切削刀具組的m = 6個棒材切削刀具的所述接納開 口 (26.1-26.6)具有60°的相互角度間隔，所述接納開口 (26.1-26.6)總是沿著所述第二 同心切削刀具頭標稱圓交替地布置以接納外切削棒材切削刀具和內(nèi)切削棒材切削刀具。用于接納所述第二棒材切削刀具組的m二 6個棒材切削刀具的所述接納開口 (26. 1-26. 6)相對于用于接納所述第一棒材切削刀具組的n = 6個棒材切削刀具的所述接 納開口 (25. 1-25.6)偏移至少15°的角度。
6. 如與權(quán)利要求2組合的權(quán)利要求5所述的棒材切削刀具頭(20)，其特征在于，-k等于六，用于接納所述第三棒材切削刀具組的k = 6個棒材切削刀具的所述接納開口 (27.1-27.6)具有60°的相互角度間隔，所述接納開口 (27.1-27.6)總是沿著所述第三 同心切削刀具頭標稱圓交替地布置以接納外切削棒材切削刀具和內(nèi)切削棒材切削刀具。
7. 如與權(quán)利要求3組合的權(quán)利要求5所述的棒材切削刀具頭(20)，其特征在于，-j等于六，用于接納所述第四棒材切削刀具組的j = 6個棒材切削刀具的所述接納開 口 (28.1-28.6)具有60°的相互角度間隔，所述接納開口 (28.1-28.6)總是沿著所述第四 同心切削刀具頭標稱圓交替地布置以接納外切削棒材切削刀具和內(nèi)切削棒材切削刀具。
8. 用于制造具有不同齒幾何形狀的螺旋齒錐齒輪(11)的棒材切削刀具頭(20)的用 途，所述棒材切削刀具頭(20)包括_用于接納第一切削刀具組的n個棒材切削刀具的n個接納開口 (25. 1-25. 6)，所述 n個接納開口都沿著具有第一切削刀具頭標稱半徑(rl)的第一同心切削刀具頭標稱圓設(shè) 置，以能在單齒分度法中使用這n個棒材切削刀具來銑削第一螺旋齒錐齒輪(11);其特征在于，所述棒材切削刀具頭(20)還包括-至少是用于接納第二切削刀具組的m個棒材切削刀具的m個接納開口 (26. 1-26.6)， 所述m個接納開口都沿著具有第二切削刀具頭標稱半徑(r2)的第二同心切削刀具頭標稱 圓設(shè)置，以能在單齒分度法中僅使用這m個棒材切削刀具來銑削第二螺旋齒錐齒輪，n和m 是大于或等于二的整數(shù)，且所述第二切削刀具頭標稱半徑(r2)大于所述第一切削刀具頭 標稱半徑(rl)。
9. 如權(quán)利要求8所述的用途，其特征在于，所述棒材切削刀具頭(20)還包括 -至少是用于接納第三切削刀具分組的k個棒材切削刀具的k個接納開口(27. l-27.6)，所述k個接納開口都沿著具有第三切削刀具頭標稱半徑(r3)的第三同心切 削刀具頭標稱圓設(shè)置，以能在單齒分度法中僅使用這k個棒材切削刀具來銑削第三螺旋齒 錐齒輪，k是大于或等于二的整數(shù)。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的用途，其特征在于，所述第一螺旋齒錐齒輪(11)的齒的幾 何形狀與所述第二螺旋齒錐齒輪和/或所述第三螺旋齒錐齒輪的齒的幾何形狀不同。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于接納第一切削刀具組的多個棒材切削刀具的棒材切削刀具頭(20)，該棒材切削刀具頭(20)具有用于接納第一切削刀具組的n個棒材切削刀具的n個接納開口(25.1-25.6)，這n個接納開口都沿著具有第一切削刀具頭標稱半徑(r1)的第一同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置。在這樣的構(gòu)造中，可在單齒分度法中銑削第一螺旋齒錐齒輪(11)。棒材切削刀具頭(20)還具有用于接納第二切削刀具組的m個棒材切削刀具的m個接納開口(26.1-26.6)，這個接納開口都沿著具有第二切削刀具頭標稱半徑(r2)的第二同心切削刀具頭標稱圓設(shè)置。在該具有m個棒材切削刀具的構(gòu)造中，可銑削第二螺旋齒錐齒輪。因此，它是一個通用的切削刀具頭(20)。
文檔編號B23F9/00GK101722336SQ20091020796
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者A·杜瑞 申請人:科林基恩伯格股份公司