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一、切齿刀具的分类二、齿轮铣刀三、插齿刀四、齿轮滚刀五、蜗轮滚刀简介一、成形法切齿刀具较典型的成形法切齿刀具有两类:第一节切齿刀具的分类1.成形齿轮铣刀——铲齿成形铣刀齿轮铣刀作旋转运动,并沿齿槽方向进给,工件进行分度。加工直齿或斜齿齿轮。生产率和加工精度都比较低,适用于单件生产或修配工作中加工要求不高的直齿和斜齿轮。盘形齿轮铣刀加工齿轮当加工齿轮模数大于lOmm时,在立式铣床上利用分度头进行分齿,指状齿轮铣刀作旋转运动并进给,工件分度,进行铣齿工作。这种加工方法仅适用于单件生产和修配工作中大模数的直齿、斜齿轮,并能加工人字齿轮。指状齿轮铣刀加工齿轮2.指状齿轮铣刀二、展成法切齿刀具a)齿轮滚刀b)插齿刀c)剃齿刀d)弧齿锥齿轮铣刀盘根据被加工齿轮的类型不同,切齿刀具又可分为1)加工渐开线圆柱齿轮的刀具2)加工蜗轮的刀具3)加工锥齿轮的刀具4)加工非渐开线齿形工件的刀具齿轮铣刀、滚刀、插齿刀、剃齿刀等蜗轮滚刀、飞刀、剃刀等直线锥齿轮刨刀、弧齿锥齿轮铣刀盘等摆线齿轮刀具、花键滚刀、链轮滚刀等a)不同刀号齿形b)斜齿轮当量齿数c)锥齿轮当量齿数——实质上就是一把铲齿成形铣刀,其廓形由齿轮的模数、齿数和压力角决定。第二节齿轮铣刀理论上讲,加工任意一种模数、齿数的齿轮都需用一种一定刃形的齿轮铣刀,如此齿轮铣刀太多,为减少铣刀的储备,每一种模数的铣刀,由8或15把组成一套,每一刀号的铣刀用于加工某一齿数范围的齿轮。表12-1齿轮铣刀刀号及加工齿数范围一、插齿刀工作原理第三节插齿刀oomzd二、插齿刀结构分析插齿刀的基本参数是模数m、齿数zo与齿形角αo,分度圆直径do和基圆直径dbo。oobomzdcos标准插齿刀的切削角度为:前角γpa=5°后角αpa=6°原始齿形分度圆压力角αo=20°10′125″(略增大)侧刃主剖面前角γo=1°42′50″侧刃主剖面后角αo=2°2′32″三、插齿刀的合理选用直齿插齿刀按加工模数范围、齿轮形状不同分为盘形、碗形、带锥柄等几种。插齿刀的精度分为AA、A、B三级,分别用于加工6、7、8级精度的圆柱齿轮。1、插齿刀类型的选择三、插齿刀的合理选用2、插齿刀类型选用时的校验(1)校验过渡曲线干涉(2)校验根切(3)校验顶切(4)插齿刀产形齿轮变位系数的测定a)插齿刀与被切齿轮啮合b)被切齿轮与配对齿轮啮合3、插齿刀安装基本工作原理:齿轮滚刀是利用一对螺旋齿轮啮合原理进行加工的。第四节齿轮滚刀主运动:滚刀旋转。进给运动:滚刀轴向移动。(加工整个齿宽)齿坯旋转分度。滚刀基本蜗杆根据滚切原理知,滚刀基本蜗杆的端面齿形应是渐开线,法向模数和压力角应分别等于被切齿轮的法向模数和压力角。齿轮滚刀的安装角度:保持滚刀与工件齿向一致。为滚刀轴线与工件端面的倾斜角。zoa)螺旋角旋向一致b)螺旋角旋向相反1)滚刀与被切齿轮螺旋角旋向一致时,2)滚刀与被切齿轮螺旋角旋向相反时,3)被切齿轮是直齿轮时zozoβ——被切齿轮螺旋角;γzo——滚刀螺旋升角。(1)渐开线基本蜗杆——实质上是斜齿轮。齿面是渐开螺旋面,造形误差为零;端面齿形:渐开线轴向齿形:曲线制造较为困难。滚刀的铲形蜗杆(2)阿基米德基本蜗杆齿面是阿基米德螺旋面,会产生一定的造形误差,端面齿形:阿基米德螺线轴向齿形:直线制造比较容易。轴向截形应与渐开线蜗杆齿形在分度圆处相切,即齿形角应是渐开线蜗杆分度圆处的齿形角。(3)法向直廓蜗杆——实质上是在齿形法断面中具有直线齿形的梯形螺纹。法断面齿形:梯形螺纹端面齿形:延长渐开线用于制造大模数、多头、螺旋槽滚刀,或粗加工2.阿基米德滚刀结构参数与选用(1)整体齿轮滚刀高速钢材料,套装式结构,轴肩与内孔(安装基准)同心,装刀检测径向跳动。多为零前角;顶刃后角10~12°;侧刃后角大约3°;齿轮滚刀大多为单头,螺旋升角较小,加工精度较高;粗加工用滚刀有时做成双头,以提高生产率。1、滚刀的切削参数滚刀的参数分三类:切削参数、齿形参数、结构参数。(1)滚刀前面结构与选择a)零前角b)正前角afade/2sin0/2sindef滚刀前面的一般形式是由直母线形成的螺旋面。滚刀螺旋槽导程4种前角与螺旋角组合:1)零前角直槽滚刀:γf=0°、βK=0°。2)正前角直槽滚刀:γf0°、βK=0°。3)零前角螺旋槽滚刀:γf=0°、βK≠0°。4)正前角螺旋槽滚刀:γf0°、βK≠0°。滚刀侧刃工作前角a)直槽滚刀b)螺旋槽滚刀(2)滚刀后面结构参数滚刀后面铲削量后面包括齿顶铲面及左、右侧铲面,它们都是阿基米德螺旋面。2、滚刀的齿形参数——模数、齿形角、齿高等。法向齿形参数——法向齿厚:齿顶高:全齿高:圆角半径:3、滚刀的结构参数——详见表12-3外径da孔径D全长L凸台直径d1宽度l1等(1)外形结构参数a)两次铲削齿形b)双线凸轮铲削齿形槽数Z槽深HK铲削量K槽形角等(2)端面齿槽参数分度圆直径d0分度圆螺旋升角γz0(3)分度圆参数Khddaa2.020004、滚刀精度等级AA——加工6~7级齿轮A——加工7~8级B——加工8~9级齿轮C4——加工10级及以上齿轮1)滚刀直径和螺旋升角滚刀直径↑→螺旋升角↓→齿形误差↓;圆周齿数↑但滚刀直径过大,相同速度下转速降低,生产率降低,刀坯锻造难度增大,成本增加。精加工滚刀适当增大直径。2)齿轮滚刀的头数滚刀头数主要影响生产率和齿形精度。单头滚刀,螺旋升角小,造形误差小,包络刃数多,齿面光洁;多头滚刀,螺旋升角大,造形误差大,但生产率高。精加工齿轮滚刀都用单头的,粗加工和半精加工可用多头的。齿轮滚刀的合理使用3)齿轮滚刀的磨损和窜刀各刀齿磨损不均,齿轮中线处刀齿磨损较严重。确定滚刀长度时应考虑轴向窜刀长度,标准滚刀长度为导程的4~5倍。4)齿轮滚刀螺旋方向的选择齿轮滚刀旋向根据被切齿轮旋向而定。被切齿轮螺旋角β≤10°时,滚刀做成右旋;β>10°时,滚刀螺旋方向应与被切齿轮旋向相同,以减小滚刀的安装角减小切入端负荷。5)滚刀的刃磨和检验①刃磨后必须保证前角不变;②检验前刀面与滚刀轴线的平行度(直槽)或前刀面导程误差(螺旋槽);③容屑槽的圆周齿距误差;④前刀面径向性误差。四、其它齿轮滚刀简介1、剃(磨)前滚刀剃(磨)前滚刀特点:1)齿厚做薄,留出剃(磨)余量。2)剃前齿形的齿根有修缘刃,使齿轮顶部切出倒角,避免剃齿后齿顶产生毛刺或碰伤。3)剃前齿形的齿顶作出加宽的凸角,使齿根部切出沉割,减轻剃齿刀齿顶负荷,以提高剃齿刀的寿命。4)磨前齿形作出带圆头的凸角,使齿根有少量的沉割,磨齿后齿形能与齿底光滑衔接。这种齿形能保留齿底热处理获得的表面应力状态,适合重载齿轮的磨前加工。剃前、磨前滚刀齿形a)带凸角修缘齿形b)圆头凸角齿形2、硬质合金刮削滚刀的特点一、涡轮滚刀工作原理与进给方式蜗杆副啮合情况第五节蜗轮滚刀与飞刀蜗轮滚刀是利用蜗杆与蜗轮啮合原理工作的。主运动:蜗轮滚刀旋转运动;进给运动:蜗轮滚刀的径向进给或切向进给。2、滚切蜗轮时的进给方式a)径向进给b)切向进给切向进给时,必须使用具有切向进给机构的滚齿机。二、蜗轮滚刀的结构特点1)蜗轮滚刃铲形蜗杆类型、分度圆直径、头数、旋向、齿形角等参数均应与工作蜗杆相等。2)由于直径受工作蜗杆的制约,当滚刀强度不足时可将键槽开到端面上,而直径再小的滚刀只能做成带柄的形式。3)由于直径受工作蜗杆的制约,往往导程角较大,常用螺旋槽的结构。一般又多采用零前角,以减少设计制造误差。4)注意有切削锥的蜗轮滚刀大多需用切向进给工艺,而且要验算蜗轮副的参数是否满足径向装配条件。三、蜗轮飞刀的特点——相当于切向进给蜗轮滚刀的一个刀齿:飞刀只能用非常小的进刀量,切削效率较低。但结构简单,刀具成本低。可加工7~8级精度涡轮,适合单件生产。思考题1.按齿轮齿形加工原理,齿轮刀具有哪两大类?包含哪些刀具?2.渐开线基本蜗杆有哪几种?常用哪种?为什么?3.滚刀的前角和后角是怎样形成的?它们分别与哪些参数有关?4.蜗轮滚刀在工作原理与结构特点上与齿轮滚刀有何区别?5.插齿时需要哪些运动?滚齿时需要哪些运动?6.齿轮铣刀为什么要分号制造?各号铣刀加工齿数范围按什么原则划分?7.用盘形齿轮铣刀加工直、斜齿轮时,应如何选择刀号?
本文标题:第十二章 切齿刀具
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