專利名稱：齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于漸開線圓柱齒輪精加工用滾刀設(shè)計(jì)領(lǐng)域。是本發(fā)明人已授權(quán)的中國發(fā)明專利“齒輪精滾刀”(92105109.3)和美國發(fā)明專利“GEAR FINISHING HOB”(5,338,134)的進(jìn)一步技術(shù)拓展與提升。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有滾刀的構(gòu)形是按照空間交叉軸螺旋齒輪嚙合原理，滾刀理論基本蝸桿為一齒數(shù)很少、螺旋角很大的斜齒圓柱齒輪，其齒面為漸開螺旋面，與被加工齒輪齒面瞬時(shí)點(diǎn)接觸共軛，兩齒面間公共切平面即為假想的媒介齒條齒面(見附圖1)，媒介齒條的法向齒形角αn通常采用標(biāo)準(zhǔn)值(如公制齒輪αn＝20°)，由基本蝸桿沿垂直于螺旋線方向或平行于軸線方向開出若干容屑槽，再經(jīng)鏟背形成后角即完成現(xiàn)有滾刀理論構(gòu)形。實(shí)際上受鏟齒工藝限制，往往采用代用蝸桿(如阿基米德蝸桿、法向直廓蝸桿等)代替上述理論正確的漸開線蝸桿，是為近似構(gòu)形，因此現(xiàn)有滾刀因其上述構(gòu)形固有特點(diǎn)在進(jìn)行較高精度精滾齒時(shí)，存在如下諸問題1、代用蝸桿近似構(gòu)形產(chǎn)生理論構(gòu)形誤差，對(duì)高精度滾齒往往齒形精度難以保證；2、滾刀重磨前刀面后，齒形發(fā)生變化，精度保持性差；3、因共軛齒面系點(diǎn)接觸，滾齒時(shí)滾刀沿齒輪齒槽進(jìn)給量的大小直接影響齒長方向齒面波度，受波度限制減小進(jìn)給量則導(dǎo)致切齒效率降低；4、滾刀刀齒各側(cè)刃精切齒面時(shí)，僅接觸點(diǎn)附近參加工作，刀刃其余部分不參與切削，磨損不均且刀具材料不能充分利用；5、高精度鏟磨技術(shù)要求高，檢測(cè)復(fù)雜，成本提高。
技術(shù)方案本發(fā)明是針對(duì)解決上述問題提出的新的構(gòu)形方式首先創(chuàng)立與加工齒輪共軛齒面為瞬時(shí)直線接觸共軛的基本蝸桿；再以本發(fā)明創(chuàng)立的此基本蝸桿為基礎(chǔ)，并以多種前、后刀面組合型式形成多種無理論構(gòu)形誤差的滾刀和多種切齒方法以滿足不同行業(yè)齒輪精加工需求。
結(jié)合


如下本發(fā)明通過以下技術(shù)方案完成附圖2所示基本蝸桿其特征是制有頭數(shù)為i、導(dǎo)程為P、槽深為h＝(2.5～2.6)mn(mn——為加工齒輪法向模數(shù))的螺旋槽；Rb為基圓柱半徑；蝸桿齒側(cè)面分工作側(cè)和非工作側(cè)，工作側(cè)基圓以外部分的F面為基本蝸桿構(gòu)形滾刀的產(chǎn)形表面，亦即滾刀刀刃所在表面，F(xiàn)面是以切于半徑為Rb基圓柱和端平面傾斜角為λ的ef直線作為發(fā)生線并沿基圓柱作純滾動(dòng)形成的漸開螺旋面，λ為基圓柱螺旋升角，tgλ=p2πRb;]]>為了正確加工漸開線齒輪，蝸桿法向齒距pn應(yīng)等于被加工齒輪法向基節(jié)πmncosαn，則p=ipncosλ=iπmncosαncosλ,]]>sinλ=imncosαn2Rb;]]>E面為蝸桿對(duì)應(yīng)工作側(cè)基圓以內(nèi)部分齒側(cè)面，為內(nèi)凹μ角的直紋螺旋面(μ＞λ)；H面為蝸桿對(duì)應(yīng)非工作側(cè)齒側(cè)面，為齒背角等于η的直紋螺旋面(η＝30°～40°)；齒頂面G為直徑Da＝2Rb+(0.5～0.6)mn的圓柱面。
按上述附圖2示右旋基本蝸桿進(jìn)行多種型式滾刀構(gòu)形(左旋狀況完全相似不另敘述)1、前刀面為漸開螺旋面或漸開柱面，后刀面為垂直軸線的端平面，刀刃形狀為漸開線(以下簡(jiǎn)稱I型刀)此種構(gòu)形滾刀見附圖4、附圖5，在基本蝸桿齒頂制出數(shù)目為Z′深為h′均布的容屑槽，切削時(shí)切屑沿容屑槽一側(cè)(圖5中右側(cè)面)流出，是為前刀面Aγ，槽的這一工作側(cè)面必須為基圓半徑等于基本蝸桿基圓半徑Rb的漸開柱面(直槽)或漸開螺旋面(左旋或右旋槽)，即為滾刀的前刀面Aγ，Aγ與F面交線形成漸開線刀刃K，包含K制出垂直于軸線的端平面，即為滾刀后刀面Aα。刀刃K為基本蝸桿產(chǎn)形面F與前刀面Aγ、后刀面Aα的共同交線(見附圖6)。Aγ做為重磨表面可在現(xiàn)有多種磨齒機(jī)上刃磨，I型刀可采用整體式或鑲齒式結(jié)構(gòu)；2、前刀面為包含軸線的平面，后刀面為漸開螺旋面，刀刃為曲線(以下簡(jiǎn)稱II型刀)此種構(gòu)形滾刀見附圖7、附圖8、附圖9，前刀面Aγ為包含軸線的平面，與基本蝸桿產(chǎn)形面F交線為曲線刀刃K，后刀面Aα為包含刀刃K與F面參數(shù)完全相同僅旋向相反的左旋漸開螺旋面，刀刃K為F、Aγ、Aα的共同交線，Aγ做為重磨表面可在現(xiàn)有滾刀磨床上刃磨，為便于制造刀具時(shí)磨削后刀面，需制造專用的工藝刀體，II形刀結(jié)構(gòu)須采用鑲齒式；3、前、后刀面均為平面，刀刃為基本蝸桿產(chǎn)形面的發(fā)生線ef，刀刃形狀為直線(以下簡(jiǎn)稱III型刀)此種構(gòu)形滾刀見附圖10、附圖11，以基本蝸桿產(chǎn)形面的發(fā)生線ef形成刀刃K，刀具結(jié)構(gòu)可為整體式、鑲齒式、可轉(zhuǎn)位不重磨式，附圖10、附圖11為可轉(zhuǎn)位不重磨式，多邊形刀片前、后刀面均為平面，各刀片直線刀刃K均位于產(chǎn)形面F上，依靠刀片在刀體上安裝位置形成前角γ及后角α，此種結(jié)構(gòu)在刀刃磨損后將刀片轉(zhuǎn)位而不需重新刃磨。III型滾刀用于反切，即工作時(shí)與I、II型刀旋轉(zhuǎn)方向相反，配合I、II型滾刀成對(duì)使用同時(shí)切削輪齒兩側(cè)面。
以上列舉各型滾刀、刀面、刀刃各不相同，但共同構(gòu)形特點(diǎn)是1、刀刃均正確位于基本蝸桿產(chǎn)形表面上，既使重磨也不存在理論構(gòu)形誤差；2、各刀面均為簡(jiǎn)單的平面或漸開螺旋面、漸開柱面，并形成必要的切削角度，使用現(xiàn)有技術(shù)及機(jī)床可保證制造高精度；3、滾刀結(jié)構(gòu)采用可轉(zhuǎn)位不重磨式或重磨表面簡(jiǎn)單，便于檢測(cè)。
附圖12是本發(fā)明所述構(gòu)形滾刀在滾齒機(jī)上切削直齒輪時(shí)的安裝及運(yùn)動(dòng)示意圖。其中圖12a)表示正視圖，圖12b)為其俯視投影圖。安裝參數(shù)有三個(gè)刀具安裝角ψ＝λ，中心距A＝Rb+rb，(rb為加工齒輪基圓半徑)，偏距B＝ρmin(ρmin為加工齒輪漸開線起始點(diǎn)曲率半徑)。安裝及使用特點(diǎn)與中國發(fā)明專利“齒輪精滾刀”(92105109.3)和美國發(fā)明專利“GEARFINISHING HOB”(5,338,134)大多相同。根據(jù)漸開螺旋面性質(zhì)，按附圖13示基本蝸桿產(chǎn)形面F之切平面S與F面相切于發(fā)生線ef，S面與蝸桿端平面T夾角為λ并垂直于圖中所示直角坐標(biāo)系的XOZ平面，而切線ef所在基圓柱切平面Q則平行于XOZ平面。對(duì)照附圖12安裝狀況，切平面Q是滾刀與齒輪各自基圓柱的公切面，而切平面S則是基本蝸桿產(chǎn)形面F與加工直齒輪齒面—漸開柱面U的公切面。F、S、U三面共同切于直線ef，此時(shí)ef與齒輪軸線平行，表明F、U面為瞬時(shí)線接觸共軛。按附圖12所示( )方向運(yùn)動(dòng)，再加以沿齒輪軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，在滾齒機(jī)上滾刀可正確加工出直齒輪齒面，且當(dāng)每轉(zhuǎn)進(jìn)給量小于ef直線長度時(shí)可避免加工齒面波度產(chǎn)生。如加工齒輪齒寬小于ef直線長度，則可實(shí)現(xiàn)無軸向進(jìn)給切齒，可大大簡(jiǎn)化切齒機(jī)床構(gòu)造。在加工斜齒輪時(shí)，只需調(diào)整安裝角，使 (βb為齒輪基圓螺旋角，式中“+”號(hào)用于滾刀，齒輪旋向相異，“-”號(hào)用于旋向相同)即可。以上運(yùn)動(dòng)情況適用于I型II型刀，對(duì)于III型刀由于前刀面方向相反，ω1、ω2需反向切削，是為反切，這樣構(gòu)成了下列不同切齒方法1單刀——單面切齒按上述I、II、III型刀均可用一把刀切削齒輪單側(cè)齒面，適用于各類滾齒機(jī)切削不逆轉(zhuǎn)的單向傳動(dòng)齒輪，或齒輪加工一側(cè)面后翻面加工另側(cè)齒面。
2雙刀——雙面一次進(jìn)給切齒如附圖14，滾齒機(jī)刀桿上右側(cè)1刀安裝I型或II型刀，左側(cè)2刀安裝III型反切刀，兩刀間加裝寬度為W=2Bcosλ]]>的隔套，按圖示( )轉(zhuǎn)動(dòng)，沿軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 可一次進(jìn)給切出齒輪兩側(cè)齒面，此法亦運(yùn)用于各類滾齒機(jī)；3、雙刀——雙面二次進(jìn)給切齒參照附圖14，如刀桿上安裝的兩把刀均為I型或II型刀，兩刀間隔套寬W=2Bcosλ+Δ]]>(Δ需大于單側(cè)齒面加工余量)，使2刀在1刀工作時(shí)與齒輪不接觸，待1刀將單側(cè)齒面加工完畢，刀桿連同刀具軸向竄動(dòng)Δ，ω1、ω2、f均反向，由2刀加工另側(cè)齒面，此法需在可自動(dòng)竄刀并消除間隙的數(shù)控滾齒機(jī)上應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
圖1是現(xiàn)行滾刀滾齒加工圖；圖2是頭數(shù)i＝2的基本蝸桿主要結(jié)構(gòu)參數(shù)圖(主視圖)；圖3是圖2的左視圖；圖4是i＝1的I型滾刀主視圖；圖5是圖4的左視圖；
圖6是I型滾刀刀刃，刀面構(gòu)形圖；圖7是II型滾刀主視圖；圖8是圖7的左視圖；圖9是II型滾刀刀刃、刀面構(gòu)形圖；圖10是III型滾刀左視圖；圖11是圖10的V向視圖，其中N-N為滾刀法剖面圖；圖12是切削直齒輪時(shí)滾刀安裝及滾齒運(yùn)動(dòng)圖，其中圖12a)是正視圖，圖12b)是俯視圖；圖13是基本蝸桿產(chǎn)形面特性圖；圖14是雙刀，雙面切齒示意圖；首先需要具體說明的是采用本發(fā)明基本蝸桿構(gòu)形滾刀如何精加工齒面及主要參數(shù)確定問題。
本發(fā)明依據(jù)共軛曲面嚙合的第三曲面原理(即奧列弗——高赫曼原理)，使用法向齒形角αn＝0的媒介齒條為第三曲面，確立產(chǎn)形面為漸開螺旋面的基本蝸桿，在中心距A＝Rb+rb、安裝角 的特定安裝條件下，構(gòu)成基本蝸桿產(chǎn)形面，加工齒面，媒介齒條齒面以瞬時(shí)接觸為直線接觸的特殊空間交義軸螺旋齒輪嚙合體系，與當(dāng)前廣泛應(yīng)用的瞬時(shí)點(diǎn)接觸嚙合體系不同，由本發(fā)明構(gòu)形的滾刀刀刃各點(diǎn)均參加齒面形成，具體的說直接采用瞬時(shí)接觸線為刀刃的III型刀，刀刃各點(diǎn)同時(shí)切削齒面，I、II型刀刀刃各點(diǎn)因工作刃傾角不為0，則陸續(xù)切削形成齒面。從而可改善現(xiàn)有滾刀每側(cè)刀刃僅瞬時(shí)形成齒面一個(gè)點(diǎn)，滾齒齒面呈魚鱗形的固有缺陷，此外，在提高滾刀構(gòu)形精度，允許加大進(jìn)給量并消除齒面波度方面為精滾齒提高加工精度和效率提供了有利條件。
附圖2的基本蝸桿是構(gòu)形各型滾刀的基礎(chǔ)，用于精滾刀構(gòu)形設(shè)計(jì)的基本蝸桿，其特征是制有頭數(shù)為i、導(dǎo)程為P、槽深為h＝(2.5～2.6)mn的螺旋槽；Rb為基圓柱半徑，蝸桿齒側(cè)面分工作側(cè)和非工作側(cè)，工作側(cè)基圓以上部分F面是構(gòu)形滾刀的產(chǎn)形面，F(xiàn)面為基圓柱上螺旋升角λ=sin-1imncosαn2Rb,]]>導(dǎo)程p=iπmncosαncosλ]]>的漸開螺旋面；工作側(cè)基圓以下部分E面為內(nèi)凹μ角的直紋螺旋面(μ＞λ)；非工作側(cè)H面為齒背角μ＝30°～40°的直紋螺旋面，齒頂面G為直徑Da＝2Rb+(0.5～0.6)mn的圓柱面；基圓柱上對(duì)應(yīng)蝸桿齒厚b0＝mn；基本蝸桿與加工齒輪在中心距A＝Rb+r0、安裝角 的特定安裝條件下，蝸桿產(chǎn)形面F與加工齒面、O°齒形角媒介齒條齒面三者共同切于一直線ef—即F面的發(fā)生線，形成共軛齒面瞬時(shí)接觸為直線接觸的空間交叉軸螺旋齒輪嚙合。
基本蝸桿主要參數(shù)確定如下1基圓半徑Rb在滾齒機(jī)刀架允許范圍內(nèi)應(yīng)選取較大值，目的是構(gòu)成滾刀時(shí)允許圓周齒數(shù)Z′較多，有利于提高滾齒齒形精度及允許孔徑加大提高剛度，滿足大進(jìn)給量及精切淬硬齒輪需要；2頭數(shù)i加工高精度齒輪采用單頭以避免齒距誤差，當(dāng)加工齒輪精度允許，為提高切齒效率也可采用多頭；3、旋向一般采用右旋；4、法向齒距PnPn＝πmncosαn5、螺旋升角λsinλ=iPn2πRb]]>6、導(dǎo)程pP=iPncosλ]]>7、蝸桿螺旋部分長度L1需保證切出完整齒面，標(biāo)準(zhǔn)情況下L1=(2~3)πmncosαncosλ=(2~3)Pi]]>8、頂圓直徑Da考慮頂圓應(yīng)不與加工齒輪齒底干涉，標(biāo)準(zhǔn)情況下Da＝2Rb+(0.5～0.6)mn9、齒槽深h考慮槽底應(yīng)不與加工齒輪齒頂干涉，標(biāo)準(zhǔn)情況下h＝(2.5～2.6)mn10、蝸桿對(duì)應(yīng)工作側(cè)齒側(cè)面E考慮E面既不能與齒輪加工側(cè)齒面干涉并需保證刀具強(qiáng)度及加工簡(jiǎn)單，采用內(nèi)凹μ角的直紋螺旋面，μ角需大于λ角以避免干涉，取μ＝λ+(2°～4°)11、蝸桿對(duì)應(yīng)非工作側(cè)齒側(cè)面H同樣考慮H面既不能與齒輪非加工側(cè)齒面干涉并需保證刀具強(qiáng)度及加工簡(jiǎn)單，采用齒背角為η的直紋螺旋面，η在30°～40°范圍內(nèi)選取。
12、基圓柱上對(duì)應(yīng)蝸桿齒厚b0保證E，H面與齒輪兩側(cè)齒面均不得干涉的前提下盡量取大值以保證強(qiáng)度，標(biāo)準(zhǔn)情況下b0＝mn13、其他；孔徑d，檢驗(yàn)軸臺(tái)直徑D1，軸臺(tái)寬度1及鍵槽尺寸等參考滾刀標(biāo)準(zhǔn)。
其次需要具體說明的是本發(fā)明提出的不同型式滾刀構(gòu)形的各自特點(diǎn)及參數(shù)確定1、I型刀(附圖4，附圖5)(1)前刀面Aγ前角γ根據(jù)刀具材料及齒輪材料，熱處理狀態(tài)不同按切削原理推薦值選用合理前角以確定前刀面Aγ——漸開螺旋面的旋向，刀具上標(biāo)注前角為基圓柱切平面上標(biāo)注前角γ＝±βb′(βb′為前刀面在基圓柱上的螺旋角，“+”號(hào)用于Aγ和蝸桿產(chǎn)形面F旋向相反，“-”號(hào)用于兩者旋向相同)，一般情況下可采用＝0，前刀面為漸開柱面，容屑槽為直槽，工藝最為簡(jiǎn)單。
(2)標(biāo)注端面刃傾角λT在端面中刀刃各點(diǎn)λT是變值，λT＝α(α—漸開線刀刃各點(diǎn)壓力角)，刀刃工作時(shí)為斜角切削，平穩(wěn)且刀刃強(qiáng)度高，滾切硬齒面時(shí)，可避免崩刃。
(3)后刀面Aα及后角α后刀面為垂直于軸線的端平面，便于磨削，刀具上標(biāo)注后角為基圓柱切平面上標(biāo)注后角α＝λ(4)圓周容屑槽數(shù)Z′在保證強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)尺寸要求及足夠刃磨次數(shù)情況下盡量增加容屑槽數(shù)，目的是提高齒輪齒形包絡(luò)刀刃數(shù)目以提高加工齒形精度，推薦最少圓周容屑槽數(shù)Zmin′＝(15～20)i(5)相鄰刀齒后刀面軸向距離δ(見附圖4)δ=pZ′(1+tgγ·tgλ)]]>(6)容屑槽深度要求h′需滿足磨削漸開線刀刃完整亦符合容屑要求，取h′＞(0.5～0.6)mnI型刀可采用高速鋼或鋼基硬質(zhì)合金制成整體式及刀體采用結(jié)構(gòu)鋼，切削刀齒采用硬質(zhì)合金、陶瓷、CBN等超硬刀具材料刀片鑲裝，以滿足加工不同模數(shù)、多種行業(yè)、軟齒面及硬齒面齒輪精加工要求。
2、II型刀(附圖7、附圖8)(1)前刀面Aγ及前角γ前刀面為包含軸線的平面，標(biāo)注前角γ＝0
(2)標(biāo)注端面刃傾角λT因曲線刀刃包含在軸截面——即前刀面中，刀刃上各齒標(biāo)注λT＝0，由于刀刃與瞬時(shí)接觸線并不重合，刀刃上各點(diǎn)自齒根到齒頂順序參加切削工作，實(shí)際仍為斜角切削。
(3)后刀面Aα及后角α后刀面Aα為與蝸桿產(chǎn)形面F參數(shù)完全相同僅旋向相反的漸開螺旋面，在基圓柱切平面上標(biāo)注后角α＝2λ，II型刀結(jié)構(gòu)需采用鑲裝結(jié)構(gòu)，附圖7示意結(jié)構(gòu)中1、為刀片，2、為右旋工作刀體、3為左端蓋、4為右端蓋、為便于磨制后刀面需另做一套與附圖7參數(shù)完全一致僅螺旋旋向相反的左旋工藝刀體，精密加工過的刀片1安裝在工藝刀體中，按與F面參數(shù)相同但左旋的漸開螺旋面磨制后刀面，這可在鏟床上將砂輪端平面放置到與螺旋漸開面(即后刀面Aα)的切平面S相重合的位置進(jìn)行磨削(參閱附圖13)然后將磨好的刀片再裝入右旋工作刀體以形成刀刃后角。
(4)圓周齒數(shù)Z′、容屑槽深度h′與I型刀相同。
II型刀刀體采用結(jié)構(gòu)鋼，切削刀片可采用高速鋼或硬質(zhì)合金等超硬刀具材料，II型刀重磨前刀面簡(jiǎn)單，更適宜應(yīng)用于較大模數(shù)齒輪精加工。
3、III型刀(附圖10、11)依據(jù)前述III型刀構(gòu)形方法，刀具結(jié)構(gòu)采用多邊形可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單又可免除重磨，可轉(zhuǎn)位式刀具結(jié)構(gòu)形式繁多，附圖10、附圖11示意其中一種，主要參數(shù)確定如下(1)刀片形狀以正三角形帶孔刀片構(gòu)成刀具，工藝最為簡(jiǎn)單，夾持方便。
(2)刀片厚度S要保證刀片強(qiáng)度，依據(jù)刀片材料，加工齒輪材料、熱處理狀況及切削用量不同選擇。
(3)刀刃長度L0刀片直線刀刃最大長度即為基本蝸桿產(chǎn)形面F上的發(fā)生線長度ef(見附圖2、附圖3)，確定刀片時(shí)，刀片邊長需滿足L0≤ef=(Rb+0.25mn)2-Rb2cosλ.]]>(4)刀片后角選用帶有法向后角αn≠0的刀片可使刀體上刀槽加工簡(jiǎn)單，選用刀片法向后角為0的刀片可加強(qiáng)刀刃強(qiáng)度。
(5)緊固螺釘根據(jù)刀片內(nèi)孔選用。
(6)圓周齒數(shù)Z′、刀體、刀片材料選擇原則同II型刀，III型刀構(gòu)形的前刀面方向與I、II型相反，用于反切，與I、II型刀合用可同時(shí)加工齒輪兩側(cè)齒面。加工時(shí)直線刀刃與瞬時(shí)接觸線重合，工作刃傾角為0。
以下就本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)歸納如下1、高精度、高效率按本發(fā)明所述基本蝸桿構(gòu)形滾刀時(shí)，不存在代用蝸桿理論構(gòu)形誤差，產(chǎn)形面與加工齒輪齒面線接觸共軛，滾刀刀刃全長參加工作形成齒面，消除齒面波度，有利于提高齒輪齒形精度，改善精糙度及加大進(jìn)給量提高切齒效率。
2、適用性廣按本發(fā)明所述基本蝸桿構(gòu)形滾刀時(shí)，前、后刀面有多種方式設(shè)計(jì)，刀具材料選擇及結(jié)構(gòu)形式確定自由度大，加之切齒方法多樣可廣泛適用于不同行業(yè)齒輪軟、硬齒面精加工。
3、低成本按本發(fā)明所述基本蝸桿構(gòu)形滾刀時(shí)，僅齒頂部具有小段刀刃，鑲裝刀片尺寸小，顯著降低價(jià)昂的刀具材料消耗。
4、重磨簡(jiǎn)單采用現(xiàn)有磨齒機(jī)、滾刀磨床重磨，重磨簡(jiǎn)單且重磨后刀具構(gòu)形精度不受影響。
5、改善切削條件前刀面選用漸開螺旋面構(gòu)形時(shí)，刀刃工作為斜角切削，切削平穩(wěn)，不易崩刃，更有利于采用超硬刀具材料精切硬齒面齒輪。
實(shí)施例1加工齒輪參數(shù)mn＝4mm、αn＝20°公制齒輪。
刀具材料及結(jié)構(gòu)高速鋼整體式右旋I型刀(見圖3、圖4)刀具參數(shù)蝸桿部分i＝1、2Rb＝90.2105mm、Da＝92.5mm、P＝11.8188mm、λ＝2°23′17″、h＝10mm、μ＝5°、η＝35°、b0＝4mm、h1＝32mm、d＝32mm、D1＝50mm、L＝5mm。
齒形部分前角r＝0直槽、Z′＝32、δ＝0.3693mm、h′＝2.2mm實(shí)施例2
加工齒輪參數(shù)mn＝6mm、αn＝20°公制齒輪刀具材料及結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金鑲片式右旋II型刀(見圖7、圖8)刀具參數(shù)蝸桿部分i＝1、2Rb＝130mm、Da＝133mm、P＝17.730mm、λ＝2°29′ h＝15mm、μ＝5°、η＝35°、b0＝6mm、L1＝50mm、d＝40mm齒形部分前角r＝0直槽、Z′＝24、h′＝3.5mm實(shí)施例3加工齒輪參數(shù)mn＝12mm、αn＝20°公制齒輪刀具材料及結(jié)構(gòu)鑲裝三角形硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片不重磨式右旋III型反切刀(見圖10、圖11)蝸桿部分i＝1、2Rb＝225.526mm、Da＝232mm、P＝35.470mm、λ＝2°51′58″、h＝30mm、μ＝6°、η＝30°、b0＝12mm、h1＝100mm、d＝60mm、D1＝90mm、L＝5mm。
齒形及刀片部分前角r＝0、αn＝7°、Z′＝25、選用三角形7°法向后角無斷屑槽內(nèi)孔直徑7.94mm標(biāo)準(zhǔn)刀片(TCMA130302)，刀刃長13.6mm，厚S＝3.18mm。
權(quán)利要求
1.齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于構(gòu)形滾刀的基本蝸桿制有頭數(shù)為i、導(dǎo)程為P、槽深為h＝(2.5～2.6)mn的螺旋槽；Rb為基圓柱半徑，蝸桿齒側(cè)面分工作側(cè)和非工作側(cè)，工作側(cè)基圓以上部分F面是構(gòu)形滾刀的產(chǎn)形面，F(xiàn)面為基圓柱上螺旋升角λ=sin-1imncosαn2Rb,]]>導(dǎo)程p=iπmncosαncosλ]]>的漸開螺旋面；工作側(cè)基圓以下部分E面為內(nèi)凹μ角的直紋螺旋面(μ＞λ)；非工作側(cè)H面為齒背角μ＝30°～40°的直紋螺旋面，齒頂面G為直徑Da＝2Rb+(0.5～0.6)mn的圓柱面；基圓柱上對(duì)應(yīng)蝸桿齒厚b0＝mn；基本蝸桿與加工齒輪在中心距A＝Rb+r0、安裝角ψ=λ+‾βb]]>的特定安裝條件下，蝸桿產(chǎn)形面F與加工齒面、O°齒形角媒介齒條齒面三者共同切于一直線ef—即F面的發(fā)生線，符合共軛齒面瞬時(shí)接觸為直線接觸的空間交叉軸螺旋齒輪嚙合；在此基本蝸桿基礎(chǔ)上，以產(chǎn)形面F端面截形—漸開線、軸向截形—曲線、基圓柱切平面截形—直線，分別為刀刃構(gòu)形多種類型齒輪精滾刀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于用上述基本蝸桿構(gòu)形的I型精滾刀，基本蝸桿齒頂制出數(shù)目為Z′深為h′＝(0.5～0.6)mn均布的容屑槽，切屑流經(jīng)槽的一側(cè)是為前刀面，各刀齒前刀面均為與基本蝸桿相同基圓柱形成的漸開螺旋面或漸開柱面，各后刀面均為垂直軸線的端平面，相鄰刀齒后刀面軸向距離δ=pZ′(1+tgrtgλ),]]>刀刃形狀為漸開線，各刀刃位于基本蝸桿產(chǎn)形面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于用上述基本蝸桿構(gòu)形的II型精滾刀，基本蝸桿齒頂制出數(shù)目為Z′，深為h′＝(0.5～0.6)mn均布的容屑槽，切屑流經(jīng)槽的一側(cè)是為前刀面，各刀齒前刀面均為包含基本蝸桿軸線的平面，后刀面為與基本蝸桿產(chǎn)形面F參數(shù)完全相同僅旋向相反的漸開螺旋面，刀刃形狀為基本蝸桿產(chǎn)形面F的軸向截形，各刀刃位于基本蝸桿產(chǎn)形面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于用上述基本蝸桿構(gòu)形的III型精滾刀，以基本蝸桿產(chǎn)形面(漸開螺旋面)的發(fā)生線構(gòu)成滾刀刀刃，刀刃長度L0≤ef=(Rb+0.25mn)2-Rb2cosλ,]]>各刀刃位于基本蝸桿產(chǎn)形面上，III型刀切削運(yùn)動(dòng)與I、II型相反，用于反切。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3、或4所說的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于用上述各型精滾刀在滾齒機(jī)上實(shí)現(xiàn)單刀—單面切齒、雙刀—雙面一次進(jìn)給切齒、雙刀—雙面二次進(jìn)給切齒等不同齒側(cè)面精加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于所說的I型精滾刀各刀齒前刀面采用漸開柱面時(shí)，刀具標(biāo)注前角為0，各刀齒前刀面采用漸開螺旋面時(shí)，當(dāng)旋向與基本蝸桿產(chǎn)形面旋向相反時(shí)，滾刀具有正前角，相同時(shí)滾刀具有負(fù)前角，I型滾刀在齒輪磨床上重磨前刀面。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于II型滾刀各刀齒前刀面采用包含基本蝸桿軸線的平面，標(biāo)注前角為0，II型滾刀在滾刀磨床上重磨前刀面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其特征在于所說的III型滾刀各直線刀刃與基本蝸桿基圓柱相切，與滾刀端面夾角λ即為基本蝸桿基圓柱上螺旋升角，采用可轉(zhuǎn)位刀片結(jié)構(gòu)可避免重磨。
全文摘要
齒輪精滾刀構(gòu)形方法及其所構(gòu)形的精滾刀，其基本蝸桿產(chǎn)形面為漸開螺旋面，瞬時(shí)接觸線為直線，按O°媒介齒條嚙合的基本蝸桿，以產(chǎn)形面端面截形——漸開線、軸向截形——曲線、基圓柱切平面截形——直線分別為刀刃構(gòu)形多種類型齒輪精滾刀，構(gòu)形滾刀的前、后刀面均是形狀簡(jiǎn)單、工藝方便的平面或漸開螺旋面，不同類型滾刀可分別采用現(xiàn)有齒輪磨床、滾刀磨床刃磨或設(shè)計(jì)成可轉(zhuǎn)位不重磨結(jié)構(gòu)，具有無理論構(gòu)形誤差、加工精度高、重磨簡(jiǎn)單、切齒效率提高、成本降低、運(yùn)用廣泛的顯著特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23F21/16GK101028660SQ20071005549
公開日2007年9月5日 申請(qǐng)日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者彭福華 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)