用于齒輪制造的雙向刀盤的制作方法
【專利說明】用于齒輪制造的雙向刀盤
相關(guān)申請的交叉引用
[0001]本申請要求保護2012年11月13日提交的美國非臨時專利申請?zhí)?1/725，594的權(quán)益，其整個內(nèi)容并入本文以供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明大體涉及用于切削錐齒輪和雙曲線齒輪的切削工具。具體地，本發(fā)明涉及用于制造錐齒輪的刀盤(cutter head)。
【背景技術(shù)】
[0003]在錐齒輪和雙曲線齒輪的制造中，使用的切削工具主要是端面銑削或端面滾削刀具。這些刀具一般包含由某一長度的棒料材料(例如，高速鋼或碳鋼)制成的切削刀片，該切削刀片具有基座或柄部分和切削端部分，在基座或柄的一端處或兩端處包括至少一個切削邊。多個切削刀片通常圍繞刀盤布置，其中刀片的切削端從刀盤的端面突出。這種類型的切削工具在齒輪制造的領(lǐng)域中是眾所周知的。
[0004]在端面銑削刀具中，多個切削刀片圍繞刀盤中的圓布置，使得一個齒槽利用刀具的每次插入來形成，并且刀具必須撤回且工件轉(zhuǎn)位到下一個齒槽位置，以便形成下一個齒槽(即，間歇轉(zhuǎn)位)。端面銑削刀具通常包含交替的內(nèi)和外切削刀片，內(nèi)和外切削刀片分別切削齒槽的內(nèi)側(cè)和外側(cè)部分。端面銑削刀具也可以包含諸如在Gleason的US1，236，834、Wildhaber的USl, 667，299或Ribbeck的US2007/0011855中公開相繼的切削刀片，相繼的切削刀片從整個齒槽去除坯料。如果需要，可以包括一個或更多個“底部”切削刀片，以便從齒槽的底部或根部去除坯料。
[0005]端面滾削包括彼此不對齊、但以組的形式圍繞刀具布置的切削刀片，通常每組兩個或三個切削刀片。在諸如由Blakesley的美國專利號4，575，285、Kitchen等人的4，621，954和Krenzer的4，525，108公開的兩刀片組中，刀片對包含內(nèi)切削刀片和外切削刀片。在諸如由Kotthaus的美國專利號3，760，476所公開的三刀片組中，包括“底部”切削刀片以及內(nèi)和外切削刀片。不像所有切削刀片都在齒槽的形成期間經(jīng)過齒槽的大多數(shù)端面銑削過程，端面滾削均包含相繼的切削刀片組，相繼的切削刀片組穿過相應(yīng)的相繼的齒槽，其中所述組中的每個刀片形成完全沿著齒槽的縱向部分的切削。刀具和工件以彼此同步關(guān)系旋轉(zhuǎn)，由此允許工件的連續(xù)轉(zhuǎn)位和齒輪的每個齒槽的連續(xù)形成。因此，在端面滾削中，切削工具的單次插入產(chǎn)生正在形成的工件的所有齒槽(即，連續(xù)轉(zhuǎn)位)。
[0006]切削刀片可以由任何合適的工具材料、諸如任何合金成分的常規(guī)或粉末化的金屬硬化高速鋼(例如，]?2、]\14、1^145、1^154、1^176、1'15、1^1121或其他)制成，或由任何合金成分的諸如P和K級的硬質(zhì)合金硬金屬制。切削刀片的磨損表面可以涂覆(并在磨鋒之后重新涂覆)有由任何商用耐磨鍍層或例如TiN、TiCN、TiAlN、AlTiN、CrAlN、ZrN、CrN及其他的耐磨鍍層的組合構(gòu)成的PVD單或多層鍍層。齒輪切削操作可以利用冷卻劑或潤滑劑來執(zhí)行(即濕切削)，或可以在不存在任何這種冷卻劑或潤滑劑的情況下進行(即干切削)。干切削操作通過利用包含碳化物材料的切削刀片來執(zhí)行。
[0007]在端面滾削過程中并且在大多數(shù)端面銑削過程的情況下，左向刀具(具有當觀察刀具的背面時沿逆時針方向切削的刀片)用來切削左向齒輪。齒輪的“向”(左或右)是當在12點鐘位置處從齒輪(錐齒輪組的齒圈或小齒輪)的端面觀察時齒輪齒的傾斜方向。可以看出，由于齒輪組的左向構(gòu)件與齒輪組的右向構(gòu)件匹配，因此右向刀具用來切削齒輪組的右向構(gòu)件。因此，為了切削齒輪組的兩個構(gòu)件，通常使用兩個刀具(左向和右向)。
[0008]如在上面提到的，端面滾削刀具的切削刀片以刀片組的方式布置，其中一組刀片穿過一個槽，而隨后組的刀片穿過零件的隨后的槽。這種切削順序需要刀片在一個組中的特定布置(關(guān)于徑向位置和切向偏移)，所述特定布置針對每組重復(fù)。可以理解，相對于左向刀具，要切削右向零件的刀具是左向刀具關(guān)于一個刀片組內(nèi)的切削方向和刀片定向的鏡像。例如，左向小齒輪與右向齒輪匹配，這在端面滾削中需要一對刀具(一個左向且一個右向)，以便切削錐齒輪組的兩個匹配構(gòu)件(小齒輪和齒圈)。
[0009]本發(fā)明消除了對兩個刀盤、特別是對端面滾削的需要。提出了一種單個刀盤，由此降低了產(chǎn)生齒輪組的匹配構(gòu)件的費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明包含一種具有切削刀片定位槽的刀盤，其中，定位槽的一部分容納用于右向切削的切削刀片，而定位槽的另一部分容納用于左向切削的切削刀片。
【附圖說明】
[0011]圖1圖示了用于產(chǎn)生齒輪的端面銑削過程。
[0012]圖2圖示了用于產(chǎn)生齒輪的端面滾削過程。
[0013]圖3示出了包含左向和右向切削刀片定位槽和切削刀片的本發(fā)明刀盤。
[0014]圖4是圖3示出的刀盤的剖視圖。
【具體實施方式】
[0015]在該說明書中使用的術(shù)語“發(fā)明”、“該發(fā)明”和“本發(fā)明”意圖廣泛地提及該說明書的所有主題和下面的任何專利權(quán)利要求。包含這些術(shù)語的陳述不應(yīng)當理解為限制在本文中描述的主題，或限制下面的任何專利權(quán)利要求的意義或范圍。此外，該說明書不試圖本申請的任何特定部分、段落、陳述或附圖中描述或限制由任何權(quán)利要求所覆蓋的主題。主題應(yīng)當參考整個說明書、所有附圖和下面的任何權(quán)利要求來理解。本發(fā)明容許其它結(jié)構(gòu)，并且能夠以各種方式實施或?qū)崿F(xiàn)。而且，應(yīng)理解，在本文中使用的措辭和術(shù)語用于描述的目的，并不應(yīng)當認為進行限制。
[0016]現(xiàn)在將會參考僅以示例的方式圖示本發(fā)明的附圖來討論本發(fā)明的細節(jié)。在附圖中，相似的特征或部件將會由相同的參數(shù)數(shù)字來指代。
[0017]“包括”、“具有”和“包含”及其變體的使用在本文中意味著包括其后列出的項目和其等同物以及其他項目。盡管下面可以參考諸如上、下、向上、向下、向后、底部、頂部、前、后等的方向，但是在描述附圖時，為了方便相對于附圖作參考(如正常觀察的)。這些方向不意圖確實地獲得或以任何形式限制本發(fā)明。此外，諸如在本文中可能使用的“第一”、“第二”、“第三”等的術(shù)語用于描述的目的，并不意圖指示或暗示重要性或顯著性，除非指明。
[0018]圖1呈現(xiàn)了交替刀片式端面銑削刀具的示例，該交替刀片式端面銑削刀具包括彼此對齊地布置(例如在圓6上)在刀盤(未示出)上的內(nèi)切削刀片2和外切削刀片4。為了圖示性目的，僅示出了切削刀片2、4的總數(shù)量的一部分。切削刀片2、4沿箭頭8的方向旋轉(zhuǎn)，以形成在12處表示的工件的齒槽10。內(nèi)切削刀片2切削齒槽10的相應(yīng)內(nèi)側(cè)表面14，而外切削刀片4切削齒槽10的相應(yīng)外側(cè)表面16。刀具的所有切削刀片2、4都在刀具旋轉(zhuǎn)期間穿過工件的單個槽。切削刀片2、4相對于工件12進給，直至達到最終的齒槽深度。然后撤回刀具，工件轉(zhuǎn)位到另一齒槽(例如18)的位置，并重新開始進行切削。重復(fù)這個順序，直至工件的所有齒槽都已經(jīng)形成。
[0019]圖2圖示了齒輪制造的端面滾削方法的示例。端面滾削包含彼此不對齊、但以組形式圍繞刀具布置的切削刀片，