銑削刀具和刀具本體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種形成為用于滾銑具有圓柱形嵌齒（比如齒輪等）或具有齒條的工 件的銑削刀具。本發(fā)明還涉及一種用于這種銑削刀具的刀具本體和一種用于這種刀具本體 的段。
[0002] 銑削刀具可以構(gòu)造用于形成呈正齒輪（即，直圓柱形齒輪）的形式或者右手螺旋 或左手螺旋齒輪的形式的圓柱形的嵌齒。銑削刀具為此目的可以構(gòu)造有右手導(dǎo)程或左手導(dǎo) 程。
【背景技術(shù)】
[0003] EP2487000、EP2662173和EP2537617公開了形成為用于滾銑工件的銑削刀具。 [0004] EP2487000公開了形成為用于滾銑具有圓柱形的嵌齒（比如齒輪等）或具有齒 條的工件的銑削刀具。該銑削刀具包括具有外周表面和兩個(gè)相對(duì)的端部的刀具本體，中心 旋轉(zhuǎn)軸線在兩個(gè)相對(duì)的端部之間延伸，刀具本體可在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向上繞中心旋轉(zhuǎn)軸線旋 轉(zhuǎn)。刀具還包括呈從外周表面突出的切削刀片的形式的多個(gè)間隔開的切削齒，每一個(gè)切削 齒包括切削刃和切肩表面。切削齒沿著與中心旋轉(zhuǎn)軸線同心的假想螺旋布置，以便沿著螺 旋接連地接合工件。切削齒都布置在與中心旋轉(zhuǎn)軸線相距相同的徑向距離處。
[0005] EP2487000中公開的銑削刀具是這樣一種銑削刀具，其刀具長(zhǎng)度需要足夠得長(zhǎng)以 覆蓋工件的弦部，使得刀具的切削齒可以隨著工件滾動(dòng)接合刀具而平順地接合工件。不能 滿足該前提的話，特別是對(duì)于粗加工來(lái)說(shuō)，則導(dǎo)致在與工件接合時(shí)在最前切削齒上施加大 的力。因此，相對(duì)短的刀具與高的噪音水平相關(guān)。具有同時(shí)與工件接合的多個(gè)切削齒的長(zhǎng) 刀具與較低的噪音水平相關(guān)，但是另一方面易于振動(dòng)。此外，由于大的材料成本和由于大的 維護(hù)成本，例如為了更換磨損的切削刀片，或者如果刀具是實(shí)心高速鋼刀具，為了削尖切削 刃，所以與這種長(zhǎng)的刀具相關(guān)的成本是高的。刀具的切削齒上的不規(guī)則磨損造成高維護(hù)成 本。螺旋的最前面圈和最后面圈的切削齒比位于刀具的中間區(qū)段中的切削齒去除較少的材 料并且因此不易于磨損。在更換磨損的切削刀片時(shí)，大量的刀片需要進(jìn)行磨損檢查，不需要 被更換的刀片也要進(jìn)行磨損檢查。而且，刀具本體上的磨損是不規(guī)則的，因?yàn)橹虚g區(qū)段（在 中間區(qū)段中，加工期間被施加在切削齒上的力較大）比端部區(qū)段磨損得快。為此原因，由于 中間區(qū)段上的磨損，盡管端部區(qū)段仍可起作用，但是經(jīng)常需要更換昂貴的刀具本體。
[0006] EP2662173和EP2537617公開了用于滾銑的銑削刀具，包括由多個(gè)可拆卸地互連 的盤形段形成的刀具本體，其中每一個(gè)段包括多個(gè)切削齒。利用這種刀具，可以僅更換刀具 本體的磨損區(qū)段并且從而延長(zhǎng)銑削刀具的部件的壽命。然而，在刀具內(nèi)或甚至在段內(nèi)的切 削齒上的不規(guī)則磨損的問(wèn)題繼續(xù)存在。EP2662173和EP2537617中公開的這種短銑削刀具 也與上述論述的缺點(diǎn)相關(guān)，特別是對(duì)于工件的粗加工。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在克服上述問(wèn)題且提供適合于滾銑工件的銑削刀具，該銑削刀具不易于 受到不規(guī)則的磨損且結(jié)合了短銑削刀具的優(yōu)點(diǎn)與長(zhǎng)銑削刀具的優(yōu)點(diǎn)（比如，較低的噪音）。 本發(fā)明的主要目的因此是提供用于滾銑的銑削刀具和用于這種銑削刀具的刀具本體，該銑 削刀具和刀具本體在至少某些方面相對(duì)于已知的用于滾銑的銑削刀具和刀具本體得到改 進(jìn)。另一目的是提供特別適合于粗加工工件的用于滾銑的銑削刀具和用于這種銑削刀具的 刀具本體。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這些目的通過(guò)開始限定的銑削刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)，該銑削刀具 包括：
[0009] -刀具本體，該刀具本體具有外周表面和兩個(gè)相對(duì)的端部，中心旋轉(zhuǎn)軸線在該兩個(gè) 相對(duì)的端部之間延伸，刀具本體可在預(yù)定的旋轉(zhuǎn)方向上繞中心旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)；
[0010] -多個(gè)間隔開的切削齒，所述多個(gè)間隔開的切削齒從外周表面突出，每一個(gè)切削齒 包括切削刃和切肩表面，
[0011] 所述切削齒的前端切削齒組沿著與中心旋轉(zhuǎn)軸線同心的假想螺旋的前端部分布 置，并且所述切削齒的后端切削齒組沿著所述螺旋的相鄰的后端部分布置，切削齒布置成 沿著所述螺旋以前端切削齒組的最前切削齒開始接連地接合工件，
[0012] 其中切削齒的后端切削齒組包括在與中心旋轉(zhuǎn)軸線相距沿著螺旋恒定的第一徑 向距離處布置的至少三個(gè)沿著螺旋相鄰的切削齒。銑削刀具的特征在于，切削齒的前端切 削齒組包括在與中心旋轉(zhuǎn)軸線相距沿著螺旋非恒定的第二徑向距離處布置的至少兩個(gè)沿 著螺旋相鄰的切削齒，其中第二徑向距離小于第一徑向距離并且沿著螺旋從最前切削齒逐 漸增大。
[0013] 銑削刀具因此形成有兩組切削齒，在這兩組切削齒中一個(gè)前端切削齒組沿著螺旋 的前端部分布置且一個(gè)后端切削齒組沿著螺旋的后端部分布置。前端切削齒組包括銑削刀 具的最前切削齒，并且后端切削齒組優(yōu)選地包括銑削刀具的最后切削齒。沿著螺旋的前端 部分，相比于沿著后端部分，切削齒放置在與中心旋轉(zhuǎn)軸線相距較短的徑向距離處。從切削 齒到中心旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離在此限定為在徑向方向上從最遠(yuǎn)地距離中心旋轉(zhuǎn)軸線的切 削刃上的點(diǎn)到中心旋轉(zhuǎn)軸線的距離。因此，這可以通過(guò)改變沿著螺旋的切削齒的尺寸或者 通過(guò)改變具有相等尺寸的切削齒的徑向放置位置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0014] 在后端切削齒組之前與工件接合的切削齒的前端切削齒組確保平順的且快速的 材料去除，特別是對(duì)于工件的粗加工。前端切削齒組的切削齒的數(shù)目可以根據(jù)銑削刀具的 預(yù)期應(yīng)用而從螺旋的兩個(gè)完整圈變化到更多個(gè)完整圈。后端切削齒組的切削齒可以用作漸 開線成形切削齒，該漸開線成形切削齒給予所形成的嵌齒的最終形狀。后端切削齒組中的 較大數(shù)目的切削齒通常有助于嵌齒的更精確的成形。可以在銑削刀具僅用于粗加工時(shí)使用 后端切削齒組中的小數(shù)目的切削齒，在此情形中，另一個(gè)銑削刀具可以用于嵌齒的最終形 成。
[0015] 由于與中心旋轉(zhuǎn)軸線相距的徑向距離的逐漸增大，切削深度沿著螺旋增加，使得 前端切削齒組的每一個(gè)接連的切削齒比先前的切削齒去除更多的材料。最前切削齒上的力 因此相比于短銑削刀具（短銑削刀具具有布置在距中心旋轉(zhuǎn)軸線相同的徑向距離處的所 有切削齒）明顯降低，因此允許較高的進(jìn)刀速率并且從而允許較大效率的加工和較高的生 產(chǎn)率。本發(fā)明的銑削刀具因此可以制造得相對(duì)較短，具有相對(duì)較少的切削齒。這與到達(dá)穿 過(guò)工件弦部的長(zhǎng)銑削刀具相比降低銑削刀具的成本以及在加工時(shí)的振動(dòng)水平。而且，由于 切削齒的前端切削齒組的布置，銑削刀具可以構(gòu)造成使得在工件的加工中甚至更均勻地使 用所有切削齒。銑削刀具因此比傳統(tǒng)的長(zhǎng)銑削刀具均勻地磨損。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二徑向距離沿著螺旋每一切削齒增加距離Ad，其中 Ad是與最前切削齒相距的角度距離的函數(shù)。距離Ad根據(jù)應(yīng)用可以是與最前切削齒相距 的角度距離的線性函數(shù)或非線性函數(shù)，比如指數(shù)函數(shù)。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，距離△ d對(duì)于每一對(duì)沿著螺旋相鄰的切削齒是恒定的 或大體恒定的。在該實(shí)施例中，螺旋的前端部分可以形成為截頭錐形螺旋的一部分。切削 深度的規(guī)則的增加有助于對(duì)于某些應(yīng)用的平順加工。截頭錐形螺旋優(yōu)選地形成為截頭阿基 米德錐形螺旋。由于對(duì)于第一切削齒的小切削深度沿著螺旋逐漸增大到全切削深度，所以 該特定構(gòu)造確保平順加工。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，距離Ad沿著螺旋是非恒定的。在該情形中，距離Ad 可以沿著螺旋增加或減小。對(duì)于最前切削齒在徑向距離上具有大的增加且沿著螺旋具有逐 漸減小的距離Ad的銑削刀具通常更適合于加工具有大直徑的工件。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二徑向距離沿著螺旋每一切削齒增加距離Ad為 0. 02h < Δ d < 0.1 h mm，其中h是后端切削齒組的切削齒的齒高度。齒高度h在此限定為 在刀具的徑向方向上測(cè)量的距離，切削齒以該距離從銑削刀具的外周表面突出。齒高度h 也通常稱為輪廓高度。在該實(shí)施例中，徑向距離的增加足夠得小以確保所有切削齒在工件 的加工中都被使用，但是仍足夠得大以提供切削深度的充分逐漸的增加。徑向距離的相對(duì) 較大的增加，即，大△ d，可以用于相對(duì)較大的工件的加工，而較小的增加優(yōu)選地用于具有小 數(shù)目嵌齒的相對(duì)較小的工件的加工。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，前端部分沿著螺旋的至少一個(gè)完整圈延伸。在該情形 中，切削齒的前端切削齒組沿著螺旋的至少一個(gè)完整圈布置。這確保平順工作，因?yàn)榻舆B的 切削齒之間的徑向距離的相對(duì)增加可以制造得很小。因而，根據(jù)該實(shí)施例的銑削刀具非常 且特別適合于粗加工。每切削齒的切削深度的小的相對(duì)增加也使得能夠增加進(jìn)刀速率，允 許更有效的加工。
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