專利名稱：一種球形滾刀制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種刀具制造方法，特別是球形滾刀的制造方法。
背景技術(shù)：
球形滾刀是一種用來加工大型內(nèi)齒輪的展成刀具。球形滾刀制造中的關(guān)鍵問題就是鏟齒。齒形分布為球面螺旋線結(jié)構(gòu)，由于這種結(jié)構(gòu)的特殊性，普通滾刀的加工方法不再適用。有人提出在徹底改造或者新設(shè)計的鏟齒機床上進行球形滾刀的鏟齒加工，也有人提出在通用五坐標(biāo)數(shù)控銑床上進行鏟齒加工。但這些加工方法都不可避免的需要進行復(fù)雜的鏟齒工藝，而鏟齒工藝是球形滾刀制造過程中耗時最長、加工成本也最高的工藝過程
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可以省去復(fù)雜的鏟齒加工過程，并可以降低球形滾刀的制造成本的一種球形滾刀制造方法。本發(fā)明的解決方案是從插齒刀上直接切割出刀片，通過精確的定位和夾緊機構(gòu)把刀片安裝在球形滾刀的刀體上，形成球面螺旋線，完成球形滾刀的制造。球形滾刀的制造方法如下I、刀片的加工選擇插齒刀一磨削一電火花線切割。2、刀體的加工下料一粗車一加工內(nèi)孔一半精車一插鍵槽及車倒角一粗銑及半精銑刀片槽一車削刀體螺旋支撐板一精銑刀片槽一熱處理一磨削。3、球形滾刀的裝配(I)、先將小擋圈安裝到刀體上，然后將刀片放到刀片槽內(nèi)，完成刀片在刀體上的定位。放入夾緊楔塊，實現(xiàn)刀片在刀體上的切向夾緊。安裝另一側(cè)小擋圈，實現(xiàn)軸向夾緊。(2)、在磨床上完成刀片左側(cè)臺階面和刀體左側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削，刀片右側(cè)臺階面和刀體右側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削，為熱裝兩個大擋圈做準(zhǔn)備。( 3 )、將兩個大擋圈分別熱裝在刀體兩側(cè)，實現(xiàn)徑向夾緊。(4)、研磨內(nèi)孔。由于裝配時夾緊力會使內(nèi)孔產(chǎn)生的輕微變形，所以還要進行內(nèi)孔的研磨。至此，完成球形滾刀的整個工藝過程。本發(fā)明中保證球形滾刀制造精度的關(guān)鍵一、刀片的加工過程球形滾刀的齒形由標(biāo)準(zhǔn)插齒刀提供，利用已加工好的標(biāo)準(zhǔn)插齒刀，通過電火花線切割，將插齒刀按每三個齒一組切割成若干個刀片，加之在寬度和前角上的一些處理，制成球形滾刀的刀片。二是實現(xiàn)刀片在刀體上的精確定位和夾緊。其中刀片在刀體上的定位和夾緊結(jié)構(gòu)的設(shè)計如下，關(guān)于定位，由刀片槽和左側(cè)小擋圈實現(xiàn)。其中刀片槽共限制五個自由度，包括兩個移動自由度(徑向移動、切向移動)和三個轉(zhuǎn)動自由度。左側(cè)小擋圈限制一個自由度(軸向移動)。關(guān)于夾緊，由夾緊楔塊實現(xiàn)刀片在刀體上的切向夾緊，右側(cè)小擋圈實現(xiàn)軸向夾緊，大擋圈實現(xiàn)徑向夾緊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點本發(fā)明直接從插齒刀上切割出刀片，不用再進行滾刀的齒形加工和后角的鏟磨，同時省去了專用機床的設(shè)計制造成本，使球形滾刀的制造成本降低，加工效率提高。


圖I是本發(fā)明球形滾刀的刀片主視示意圖；圖2是本發(fā)明球形滾刀的刀體主視示意圖；圖3是圖2的A— A視圖；圖4是本發(fā)明球形滾刀大擋圈主視示意圖；圖5是本發(fā)明球形滾刀小擋圈主視示意圖；圖6是本發(fā)明球形滾刀的整體主視示意圖； 圖7是本發(fā)明球形滾刀的整體俯視示意圖。圖中，I刀片，2刀體，3螺旋支撐板，4刀片槽，5軸臺，6內(nèi)孔，7端面，8大擋圈，9小擋圈，10小擋圈螺釘，11夾緊楔塊，12楔塊螺釘。
具體實施例方式I、刀片的加工刀片的結(jié)構(gòu)如圖I所示，(I)合理選擇插齒刀根據(jù)球形滾刀要求的模數(shù)和直徑選擇插齒刀的大小，并根據(jù)滾刀的刀片數(shù)和插齒刀齒數(shù)確定所需的插齒刀的數(shù)量，做到最大限度的節(jié)省插齒刀。(2)磨削在平面磨床上，以插齒刀的小端面為基準(zhǔn)，粗磨大端面。將刀片上的前角磨為0°。(3)電火花線切割以大端面為基準(zhǔn)，線切割插齒刀，將插齒刀的寬度加工到刀體上齒槽寬度的一半。再以插齒刀小端面和刀齒外圓為基準(zhǔn)，將插齒刀線切割成若干刀片。將磨削后的插齒刀安裝在慢走絲線切割機床上，加工時將銅絲相對插齒刀的軸線傾斜一定角度，這個角度等于球形滾刀的螺旋升角。通過銅絲和工件的相對移動把插齒刀切割成若干個刀片。并且每切下一個刀片后，插齒刀需要繞自身軸線轉(zhuǎn)動的角度為3 θ + θ/η，其中Θ為任意兩個相鄰刀齒之間的夾角，η為滾刀的刀片數(shù)。線切割的過程中重點保證定位面的位置度要求。2、刀體的加工刀體的結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示，(I)下料材料45號鋼，形狀圓柱形。(2)粗車a粗車毛胚外圓；b粗車兩軸臺；c粗車兩端面。(3)加工內(nèi)孔a鉆內(nèi)孔；b擴內(nèi)孔；c鉸內(nèi)孔。(4)半精車a半精車軸臺；b半精車刀體兩端面。(5)插鍵槽及車倒角a插鍵槽、b車鍵槽倒角、c車內(nèi)孔倒角、d車軸臺倒角。(6)粗銑及半精銑刀片槽以內(nèi)孔4為基準(zhǔn)，銑削8個刀片槽，并使刀片槽與刀體軸線之間的夾角等于滾刀的螺旋升角，同時還要保證分度均勻。(7)車削刀體螺旋支撐板由于球面螺旋支撐板加工困難，為使加工方便，同時不影響支撐板的支撐作用，螺旋支撐板結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓錐形。普通車床即可完成加工。(8)精銑刀片槽。
(9)熱處理調(diào)質(zhì)處理至HRC32-34。(10)磨削a磨內(nèi)孔；b磨軸臺；c磨兩端面；d磨刀片槽。3、球形滾刀的裝配球形滾刀的整體結(jié)構(gòu)如圖6、圖7所示，(I)、先將小擋圈，如圖5所示，安裝到刀體上，然后將刀片放到刀片槽內(nèi)，完成刀片在刀體上的定位。放入夾緊楔塊，實現(xiàn)刀片在刀體上的切向夾緊。安裝另一側(cè)小擋圈，實現(xiàn)軸向夾緊。(2)、在磨床上完成刀片左側(cè)臺階面和刀體左側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削，刀片右側(cè)臺階面和刀體右側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削，為熱裝兩個大擋圈做準(zhǔn)備。(3)、將兩個大擋圈，如圖4所示，分別熱裝在刀體兩側(cè)，實現(xiàn)徑向夾緊。(4)、內(nèi)孔的研磨。由于裝配時得夾緊力會使內(nèi)孔產(chǎn)生的輕微變形，所以還要進行內(nèi)孔的研磨。至此，完成球形滾刀的整個加工過程。
權(quán)利要求
1.一種球形滾刀制造方法，其特征在于 1)刀片的加工選擇插齒刀一磨削一電火花線切割； 2)刀體的加工下料一粗車一加工內(nèi)孔一半精車一插鍵槽及車倒角一粗銑及半精銑刀片槽一車削刀體螺旋支撐板一精銑刀片槽一熱處理一磨削； 3)球形滾刀的裝配 (1)先將小擋圈安裝到刀體上，然后將刀片放到刀片槽內(nèi)，放入夾緊楔塊，然后安裝另一側(cè)小擋圈； (2)在磨床上完成刀片左側(cè)臺階面和刀體左側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削，刀片右側(cè)臺階面和刀體右側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削； (3)將兩個大擋圈分別熱裝在刀體兩側(cè)； (4)研磨內(nèi)孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球形滾刀制造方法，其特征在于刀片的加工過程球形滾刀的齒形由標(biāo)準(zhǔn)插齒刀提供，利用已加工好的標(biāo)準(zhǔn)插齒刀，通過電火花線切割，將插齒刀按每三個齒一組切割成若干個刀片，加之在寬度和前角上的一些處理，制成球形滾刀的刀片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的球形滾刀制造方法，其特征在于球形滾刀裝配時，必須保證刀片在刀體上的準(zhǔn)確定位和可靠夾緊，關(guān)于定位，由刀片槽和左側(cè)小擋圈實現(xiàn)，其中刀片槽共限制五個自由度，包括徑向移動和切向移動兩個移動自由度和三個轉(zhuǎn)動自由度，左側(cè)小擋圈限制一個軸向移動自由度；關(guān)于夾緊，由夾緊楔塊實現(xiàn)刀片在刀體上的切向夾緊，右側(cè)小擋圈實現(xiàn)軸向夾緊，大擋圈實現(xiàn)徑向夾緊。
全文摘要
一種球形滾刀制造方法，其主要是刀片加工采用選擇插齒刀-磨削-電火花線切割程序；刀體加工采用下料-粗車-加工內(nèi)孔-半精車-插鍵槽及車倒角-粗銑及半精銑刀片槽-車削刀體螺旋支撐板-精銑刀片槽-熱處理-磨削程序；球形滾刀裝配采用如下程序先將小擋圈安裝到刀體上，然后將刀片放到刀片槽內(nèi)，放入夾緊楔塊，安裝另一側(cè)小擋圈；在磨床上完成刀片左側(cè)臺階面和刀體左側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削，刀片右側(cè)臺階面和刀體右側(cè)軸臺外圓的統(tǒng)一磨削；將兩個大擋圈分別熱裝在刀體兩側(cè)；研磨內(nèi)孔。本發(fā)明可以省去球形滾刀制造中復(fù)雜的鏟齒加工過程，并可以降低球形滾刀的制造成本。
文檔編號B23P15/28GK102806447SQ201210268299
公開日2012年12月5日 申請日期2012年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月31日
發(fā)明者胡占齊, 郝哲, 張小芹 申請人:燕山大學(xué)