一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具及其构建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103551672103551672A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310476019.9(22)申请日2013.10.12(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人李佳娄本超陈新春(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人李丽萍(51)Int.Cl.B23F21/00(2006.01)G06F17/50(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图4页附图4页(54)发明名称一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具及其构建方法(57)摘要本发明公开了一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具，包括刀体及其周边沿轴向均布的若干个拓扑结构相同的刀齿，每个刀齿均由前刀面，左、右后刀面，顶后刀面，左、右切削刃和顶切削刃构成；其中，左、右切削刃和顶切削刃分别用来加工工件左、右齿槽和齿根圆柱面；所述前刀面为法向矢量朝一个方向汇聚的自由曲面，所述左、右切削刃和顶切削刃分别为所述前刀面与左、右后刀面和顶后刀面相交而成的自由曲线；左、右后刀面与顶后刀面分别为由若干条刃磨后的左、右切削刃与顶切削刃构成的自由曲面。按照本发明设计的刀具，加工出来的零件无理论齿形误差，可以加工各种渐开线、非渐开线圆柱齿轮，刀具具有广泛的通用性，并有效保证剐齿加工精度。CN103551672ACN1035672ACN103551672A权利要求书1/1页1.一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具，包括刀体和设置在所述刀体周边沿轴向均布的若干个拓扑结构相同的刀齿，每个刀齿均由前刀面（1）、左后刀面（6）、右后刀面（3）、顶后刀面（5）、左切削刃（7）、右切削刃（2）以及顶切削刃（4）构成；其特征在于：所述前刀面（1）、左后刀面（6）、右后刀面（3）以及顶后刀面（5）均为自由曲面，所述左切削刃（7）、右切削刃（2）以及顶切削刃（4）均为自由曲线；其中，左切削刃（7）用来加工工件齿槽左齿面（8），右切削刃（2）用来加工工件齿槽右齿面（9），顶切削刃（4）用来加工工件齿槽齿根圆柱面（10）；所述前刀面（1）为法向矢量朝一个方向汇聚的自由曲面，所述左切削刃（7）由所述前刀面（1）与左后刀面（6）的交线构成，所述右切削刃（2）由所述前刀面（1）与右后刀面（3）的交线构成，所述顶切削刃（4）由所述前刀面（1）与顶后刀面（5）的交线构成；左后刀面（6）、右后刀面（3）与顶后刀面（5）分别由若干条刃磨后的的左切削刃（7）、右切削刃（2）与顶切削刃（4）构成。2.一种根据权利要求1所述通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具的构建方法，其特征在于：刀具的左后刀面（6）的构建过程是：首先，由被加工工件的参数设定刀具与工件的中心距，建立被加工齿槽左齿面共轭曲面（11），前刀面（1）与左齿面共轭曲面（11）求交，得到第一条左切削刃（7）的曲线；之后，根据刃磨量，改变加工中心距，得到新的左齿面共轭曲面（11），同时调整前刀面的轴向位置，得到新的前刀面（1），新的前刀面（1）与新的左齿面共轭曲面（11）求交，得到第二条左切削刃（7）的曲线；依此类推，建立若干条左切削刃（7）的曲线，若干条左切削刃（7）的曲线拟合成刀具的左后刀面（6）；同理，建立被加工齿槽右齿面共轭曲面（12）后构建刀具的右后刀面（3）；建立被加工齿槽齿根圆柱面共轭曲面（13）后构建刀具的顶后刀面（5）。3.根据权利要求2所述通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具的构建方法，其中，通过选取合理的切削角度调整前刀面（1）、左齿面共轭曲面（11）、右齿面共轭曲面（12）和齿根圆柱面共轭曲面（13），获得左切削刃（7）、右切削刃（2）和顶切削刃的参数。2CN103551672A说明书1/4页一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具及其构建方法技术领域[0001]本发明涉及一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具，用于内/外齿直/斜齿圆柱齿轮剐齿加工。背景技术[0002]剐齿是21世纪出现的一种全新的直接从毛坯切制齿廓的圆柱齿轮加工方法。该方法能够加工传统加工方法无法加工的非贯通螺旋内齿，加工目前工艺方法可以加工的齿轮，也具有明显的加工效率高、精度高、干式切削等优点。目前，剐齿原理、剐齿刀设计、数控剐齿机设计等方面的研究已经取得一些成果。但是距离批量生产的要求还有一定差距，其中剐齿刀设计理论和制造技术是最迫切需要解决的问题。关于剐齿刀设计方面的研究成果较少，国内最新开发的采用无理论齿形加工误差理论和制造方法只适用于直齿刀，不具有通用性。为了促进剐齿技术的广泛应用，迫切需要开发新的剐齿刀具。发明内容[0003]针对上述现有技术，本发明提供一种通用拓扑结构的圆柱齿轮剐齿刀具，基于该刀