滾刀設(shè)計.ppt

1、,第六章 齒輪滾刀,一、齒輪滾刀的工作原理,滾齒原理：滾齒的過程相當于一對螺旋齒輪嚙合滾動的過程。,將其中一個的齒數(shù)減少到一個或幾個，類似于蝸桿開槽并鏟背后，就成了齒輪滾刀。,1.滾切直齒圓柱齒輪,1) 所需的運動,展成運動：是形成漸開線（母線）的運動。 是滾刀的旋轉(zhuǎn)運動B11和工件的旋轉(zhuǎn)運動B12的復合運動。,(2) 進給運動：是形成齒寬（導線，直線）的運動。 滾刀需作軸向的直線運動A2。,2) 滾刀的安裝,滾刀的安裝角只取決于滾刀的螺旋升角0。,“大小不變，左逆右順”,2.滾切斜齒圓柱齒輪,1) 所需的運動,展成運動：是形成漸開線（母線）的運動。 是滾刀的旋轉(zhuǎn)運動B11和工件的旋轉(zhuǎn)運動B1

2、2的復合運動。,(2) 進給運動：是形成齒寬（導線，螺旋線）的運動。 是滾刀架的直線運動 A21和工作臺的旋轉(zhuǎn)運動B22的復合運動。,2) 滾刀的安裝,安裝角取決于滾刀的螺旋升角0和被加工齒輪的螺旋角1,a ) 右旋滾刀滾切右旋工件,b ) 右旋滾刀滾切左旋工件,c ) 左旋滾刀滾切左旋工件,d ) 左旋滾刀滾切右旋工件,“同減異加，左順右逆 ”,二、齒輪滾刀的基本蝸桿,滾刀的基本蝸桿（產(chǎn)形蝸桿）：切削刃所在的蝸桿。,滾刀的形成：在一個蝸桿上銑出若干條容屑槽(直槽或螺旋槽)，把蝸桿螺紋切割成許多小的刀齒，并形成刀齒的前面1、頂刃2及兩條側(cè)刃3和4。沿著蝸桿的螺紋方向在圓周上和兩個側(cè)面鏟齒，鏟出

3、頂后面5及兩個側(cè)后面6和7，并形成頂刃后角和左、右側(cè)刃后角。,1. 理論基本蝸桿：漸開線基本蝸桿,基本蝸桿的螺紋表面若為漸開螺旋面(端面為漸開線)， 則稱為漸開線基本蝸桿，相應的滾刀稱為漸開線滾刀。,用漸開線齒輪滾刀可以切出理論上完全正確的漸開線齒形。 但是，由于制造困難，生產(chǎn)中用得很少。,一直母線MN切于半徑為rb0的基圓柱，且與基圓柱的端面成斜角為b。該直線繞基圓柱作無滑動的滾動，則其運動軌跡就是漸開線螺旋面，由蝸桿的根圓柱和頂圓柱所截的那部分螺旋面，即為漸開線蝸桿的螺旋面。,2. 設(shè)計基本蝸桿：阿基米德蝸桿,生產(chǎn)中大量采用的是近似造形的滾刀，它的基本蝸桿是端面為阿基米德螺旋線的阿基米德蝸

4、桿。,用阿基米德齒輪滾刀雖然切不出正確的漸開線齒形，但實踐證明誤差可控制在一定范圍內(nèi)，還是可用的，且制造較方便,3. 設(shè)計基本蝸桿：法向直廓基本蝸桿,這種蝸桿螺旋面的形成和漸開線蝸桿的形成基本相同。 此種蝸桿在過齒槽或齒紋中點所作的并與分度圓柱上螺旋線方向垂直的法平面中的齒形為直線，故稱為法向直廓蝸桿。,三、齒輪滾刀的造形（齒形）誤差,齒形誤差產(chǎn)生的原因：由于基本蝸桿為阿基米德蝸桿，而不是漸開線蝸桿引起的。 齒輪滾刀的齒形誤差是在理論漸開線基本蝸桿基圓柱的切平面內(nèi)度量的。,法向齒形 表示漸開線齒形，表示阿基米德齒形,軸向齒形 1表示阿基米德齒形，2表示漸開線齒形,當滾刀前角 p0時，齒形誤差大

5、小隨螺旋升角 0的增大而增大。,因此，高精度滾刀一般采用很小的螺旋升角和零度前角；一般精度的滾刀可采用正前角與適當?shù)穆菪恰?四、齒輪滾刀的種類、精度等級及應用,1. 齒輪滾刀的種類,(1)按結(jié)構(gòu)可分為整體與鑲齒兩類,m10mm,m10mm,(2)按模數(shù)可分為小模數(shù)(m0.1mm1.5mm)、中模數(shù)(m1.5mm10mm)和大模數(shù)(m10mm100mm)滾刀三類,(3)按切削部分材料可分為高速鋼滾刀和硬質(zhì)合金滾刀兩類,機夾式,焊接式,(4)按容屑槽(溝)可分為螺旋糟(溝)和直槽(溝)滾刀兩類,05,05,2精度等級,滾刀一般分為AA、A、B、C四個精度等級，分別加工7、8、9、10級精度的齒

6、輪，要加工更高精度的齒輪需用超高精度的AAA級滾刀。,3加工范圍,齒輪滾刀可加工各種外圓柱齒輪(直齒與斜齒、標準與變位齒輪),4齒輪滾刀已有國家標準，可根據(jù)需要選用。,五、齒輪滾刀的基本尺寸,滾刀的基本尺寸指的是滾刀的外徑、孔徑和長度等。要根據(jù)滾刀的規(guī)格、用途、結(jié)構(gòu)形式和機床條件等因素確定。,2. 滾刀的長度,滾刀的最小長度應滿足三個要求： (1) 滾刀端頭的刀齒載荷不應過重； (2) 滾刀能完整地包絡(luò)出被加工齒輪的全部齒形； (3) 滾刀應有充分的“竄刀”長度,1. 滾刀的外徑,減小直徑的利處：克服變載荷引起的振動，進而提高滾刀與齒輪的范成速度，縮短切入切出時間，增加滾刀兩次刃磨的間隔等問題

7、。,減小直徑的弊處：將引起滾刀螺旋升角增大，這就會導致滾刀的造形誤差變大，精度下降。,為滿足第一個要求，在齒輪坯轉(zhuǎn)入的一邊，應使?jié)L刀開始碰到齒輪坯是在齒輪坯的上端面外圓E點處，則這一邊的最小長度為：,L1是隨著齒輪坯的齒頂圓半徑ra增大而增大的,為了滿足第二個要求，在齒輪坯轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出的每邊，滾刀應產(chǎn)生足夠的包絡(luò)齒形的作用。在轉(zhuǎn)入的一邊，滾刀其包絡(luò)作用的長度已包括在L1之內(nèi)，可以只考慮在轉(zhuǎn)出的一邊滾刀其包絡(luò)作用的長度L2，并考慮最后一個刀齒的最小厚度。則有：,L2是考慮齒輪刀齒左側(cè)面齒頂最后切成的齒形（F點）。若考慮右側(cè)面齒根最后切成的情形，則在齒輪坯轉(zhuǎn)出的一邊其包絡(luò)作用的長度為（假定齒輪的基圓

8、與齒頂圓重合）：,由于L2L2，所以滿足上述兩個要求的滾刀最小長度為：,計算得到的滾刀長度，還要進行修正：,（1）由于滾刀的刀齒是按螺旋線分布的，所以邊緣上的幾個刀齒是不完整的刀齒，為了使它們不參加切削，就應該把滾刀長度加長些。 （2）加工直齒齒輪時，由于滾刀軸線與工件端面傾斜角度，滾刀與齒輪坯的切削區(qū)域便加大了，因而滾刀長度必須相應的增加。但是，由于加工直齒輪時一般不超過67，這一項修正的影響不超過0.6%，可以不予考慮，但當加工斜齒齒輪時，如果滾刀軸線與工作面的夾角較大，必須考慮增加滾刀的長度，或在滾刀上作出切削錐部。 （3）滾刀的軸臺是用于檢驗滾刀安裝跳動的基準，為了便于測量，單邊軸臺長

9、度應不小于46mm。 （4）為了使?jié)L刀整個長度上的刀齒磨損均勻，滾刀可沿軸向竄刀，以增加每次重磨間的壽命，所以計算滾刀的長度時還應考慮增加一定的竄刀長度。可取軸向竄刀位置為23個。,六、齒輪滾刀的合理使用,1. 齒輪滾刀的選擇和安裝,選擇標準齒輪滾刀時： 滾刀的模數(shù)和齒形角應與被加工齒輪的法向模數(shù)、法向齒形角相同； 滾刀精度等級的選擇也要與被加工的齒輪所要求的精度等級相適應，凡使用較低精度的滾刀能滿足使用要求時，盡量不用高精度的滾刀，以免造成浪費。 滾刀的精度等級一般標記在滾刀端面上。,（1） 齒輪滾刀的選擇,滾刀安裝到機床上以后，先要用千分表檢查滾刀兩端軸臺的徑向跳動量，使其不超過允許值，且

10、兩軸臺的跳動方向和數(shù)值應盡可能一致，以免滾刀軸線在安裝中產(chǎn)生偏斜。,（2） 齒輪滾刀的安裝,2滾刀的重磨,(1)滾刀重磨的條件：,齒面粗糙度Ra值大于3.2um、有光斑或出現(xiàn)許多毛刺、聲音不正常或滾刀后面磨損超過允許值(精切0.2mm0.5mm，粗切0.8mm1.0mm)。,(2)滾刀重磨的設(shè)備：,應在專用滾刀刃磨機床上進行。 如沒有，可在萬能工具磨床上安裝專用夾具來進行。,(2)砂輪位置的調(diào)整：,砂輪和滾刀的相對位置應保證得到需要的滾刀前角。,左圖為重磨零前角滾刀時砂輪的位置。重磨時需利用對刀樣板使砂輪錐面母線通過滾刀軸線。,重磨直槽滾刀時，砂輪工作面(錐面)母線應是直線，才能磨出平直的前刀

11、面。,(3)砂輪表面的修形：,重磨螺旋槽滾刀時，直母線的錐面砂輪會磨出凸狀的前刀面。前刀面中凸的程度隨著滾刀容屑槽螺旋角的增大而加劇，因此該值大于810時，必須按某種曲線修整砂輪，以磨出直線性好的前刀面。砂輪截形曲線可用計算法求得，滾刀刃磨機床上的砂輪修整裝置，應保證修整出的砂輪截形接近計算結(jié)果。,3重磨滾刀時產(chǎn)生的誤差及其檢驗方法,滾刀重磨后，一定要嚴格檢驗前刀面的徑向性、容屑槽的圓周齒距和導程以及前刀面的粗糙度。重磨后的前刀面不允許有燒傷現(xiàn)象，切削刃應平直無鋸齒形波紋，以保證滾刀原有的耐用度。,(1)容屑槽的圓周齒距誤差,這是因為磨刀機床的分度機構(gòu)不準確引起的。 滾刀的側(cè)后刀面是經(jīng)過鏟磨的

12、，當圓周齒距不相等時，各刀齒的齒厚就不均勻，因而各側(cè)刃就不在同一個基本蝸桿的螺紋表面上，從而產(chǎn)生不規(guī)則齒形誤差。,此項誤差通常是以圓周齒距的最大累積誤差表示的。 測量方法與齒輪周節(jié)累積誤差測量方法相同，在下圖(b)中，用固定量爪及帶杠桿的千分表測量出相對齒距誤差，然后通過計算可求圓周齒距的最大累積誤差。 若不具備這種測量條件，也可用平測頭千分表A檢查刀齒的徑向跳動來代替。,(2)前刀面的徑向性誤差,通常滾刀重磨后，只允許零前角或有微小的正前角。 測量時先調(diào)整心軸，使千分表測頭調(diào)至水平位置，保證側(cè)頭對準滾刀中心，如下圖(c)，檢驗時將千分表沿滾刀的半徑方向移動，即可測出滾刀前刀面的徑向性誤差。,這是因為砂輪和滾刀的相對位