滚刀

滚刀主讲人：周志鹏学号：13721420时间：2013.10.29contents一概述二齿轮滚刀的发展三齿轮滚刀的设计第一章概述齿轮加工的常用方法1滚齿的原理2滚齿运动3第一章展成法插齿滚齿铣齿成形法齿轮加工的常用方法第一章概述展成法展成法齿轮加工是利用齿轮刀具与齿坯之间保持强制啮合运动关系而切削出齿轮齿形的方法插齿：模拟两个齿轮之间的啮合来加工的，齿形是渐开线，加工不便，但是精度高，能加工内齿。第一章概述滚齿：模拟蜗杆齿轮啮合来加工的，齿形是直线，加工方便，效率较高，比较常用。注意：一种滚刀只能加工一种齿轮第一章概述成型法成型法就是直接使用齿轮成型铣刀将齿谷铣出优点：能在铣床上就能获得齿轮,在设备受限制的情况下考虑.缺点：为了减少刀具的数量而将齿数分段,在一段齿数内用一把刀,从而齿型会带来系统误差第一章概述滚齿的原理看成无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的渐开线齿廓。第一章概述滚齿的运动主运动：滚刀的旋转运动称为主运动，用转速n刀（r/min）表示分齿运动：强制齿轮坯与滚刀保持与齿条的啮合运动关系的运动称为分齿运动。垂直进给运动：为了在整个齿宽上切出齿形，滚刀须沿被切齿轮轴向向下移动，即为垂直进给运动。第二章齿轮滚刀的发展发展12材料结构的改进3第二章齿轮滚刀的发展齿轮滚刀的使用范围：不局限于齿轮和蜗轮，发展到花键轴，键轮等特性工件由于新的滚刀材料的采用滚刀桔构的改进和制造精度的提高等，齿轮滚刀得到了重大的发展图2.1第二章齿轮滚刀材料的发展目的：提高滚刀的耐用度提高滚刀的生产率用来精加工难加工材料及淬硬齿轮新品种刀具材料主要分为两类：优质高速钢硬质合金第二章滚刀结构的改进目的：提高滚刀的切削性能，滚齿生产率，齿轮的加工精度改善滚刀的制造工艺第二章改善滚刀的切削性能刀具切削部分的几何参数刀具的切削性能与刀具切削部分的几何参数（前角和后角）有着很大的关系长期以来，滚刀的前角为0度，顶刃后角在7-12度，这使得滚切速度得到限制实验发现，加大前角，提高速度，耐用度不变，增加后角，能提高耐用度前角和后角过大会使加工产生崩刃现象第二章改善刀刃的负荷分布普通滚刀各个切削刀齿的顶刃和侧刃的切削厚度是不相等的每个刀齿的切削长度（切削时间）也是不等的最先参加切削的刀齿顶刃的切削厚度最大，时间最短愈靠近中央的刀齿，其切削厚度相应减小，时间增长最大磨损处：切削负荷最大的刀刃定尺和侧刃的交角处第二章改善：锥形滚刀：使切入端各刀齿的厚度变得均匀（图2.2）图2.2圆锥形滚刀齿高修正滚刀：将切入端的各个刀齿顶刃按照切入顺序修正成一定的曲线第二章其它提高生产率的滚刀多头滚刀：多头滚刀生产效率急剧增加小齿形角滚刀：提高加工齿面的光洁度，克服了加大走刀量引起的部分缺陷第二章滚刀的基本结构参数加大滚刀的外径：外径增大----螺旋升角减小----设计精度提高外径增大----圆周齿数，孔径增加----平稳性增加，耐用度增加但是，耗材增加，锻造困难，应当适当增加。第三章齿轮滚刀的设计12齿轮滚刀的工作原理齿轮滚刀的设计第三章滚齿加工的啮合关系（图3.1）保持一定的轴交角保持一定的分齿运动沿轴线方向的走刀运动图3.1啮合关系第三章滚齿的切削过程齿轮的齿形由一系列刀齿的成形切痕包络而成（图3.2）图3.2切痕包络第三章滚齿加工的棱度和波度（图3.3）齿形方向上的棱度齿向方向上的波度图3.3棱度和波度第三章滚刀的负荷及磨损滚刀刀齿负荷主要在：切入部分刀齿滚刀齿顶滚刀磨损特点切入部分刀齿占切削负荷的80%切腹部分刀齿齿顶负荷最大最大磨损位置随被切齿轮轮数多少而变化第三章齿角磨损原因：齿角切削阻力大，切温高，散热条件差齿厚薄，齿角处有刮削若被加工材料韧性大，则切温更高，更易磨损减轻齿角磨损方法：加大转角处的圆弧半径第三章齿轮滚刀的设计要点：滚刀设计是按平面啮合原理齿轮各参数以法向值为标准齿轮滚刀的基准齿形就是标准滚刀的齿形标准滚刀可以加工模数、压力角、齿高系数相同而齿数、螺旋角、变位系数不同的齿轮滚刀螺纹升角小于5度，宜做成直钩，否则为斜沟第三章滚刀的基本蜗杆1.基本蜗杆表面2.侧刃后面3.齿轮滚刀刀刃4.前面5.铲制顶刃后面6.齿轮滚刀每次重磨后的位置图3.4齿轮滚刀的基本蜗杆及刀刃位置第三章滚刀的法向齿形标准滚刀的法向齿形现代数控机床一般要求输入滚刀的法向齿形，它是其他齿形之母。它与滚刀的结构（外径，螺旋槽，前角等）无关，是唯一的第三章滚刀的结构尺寸滚刀的结构尺寸主要包括外径，孔径，长度，键槽等，尽量靠标准滚刀外径滚刀外径：外径越大，则槽数可越多，包络线越多，切出齿轮齿形精度越高外径越大，则螺纹升角越小，则齿形精度越高外径大，可制成较大孔，刚性好第三章滚刀长度滚刀长度应保证完整地包络出工件渐开线齿形，故存在一个最短长度。一般按照经验选取普通滚刀长度通常按照标准选取滚刀孔径和键槽在强度允许情况下，应尽量采用较大孔径。孔径应与滚齿机刀杆尺寸相匹配，已标准化，常用为8.10.13.16.22.27.32.40.50.60等键槽有轴向键和端面键两种，常用轴向键。键槽尺寸也应按标准取值第三章滚刀的强度校验、旋向滚刀强度主要校验刀齿强度和孔壁强度，若强度太差，应修改强度滚刀旋向，常取和工件旋向相同的旋向第三章滚刀的常用材料滚刀常用材料：高速钢，硬质合金，前者较多1.普通高速钢：M22..高性能高速钢：M35，.M42等3.粉末冶金高速钢：ASP2030ASP2052ASP2060第三章滚齿方式顺滚逆滚滚刀的安装