專利名稱：雙圓錐前刀面插齒刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械制造行業(yè)金屬切削領(lǐng)域，特別涉及是齒輪切削加工的專用刀具。
齒輪是各種機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)件，而用插齒刀插齒是當(dāng)前齒輪加工的主要方法之一?，F(xiàn)在國內(nèi)外生產(chǎn)的插齒刀已為各齒輪生產(chǎn)廠普遍采用。這種刀具的齒頂前角只有5°，齒頂后角為6°。這對(duì)于加工大多數(shù)鋼制齒輪而言，幾何角度大大偏小，切削性能很差。從應(yīng)用條件出發(fā)前角最適宜的角度為10°～15°，后角適宜于采用8°～10°。然而對(duì)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)插齒刀，當(dāng)前后角增大到這樣的數(shù)值時(shí)必然造成插齒刀的切削刃在端面上投影的劇烈變化，使被切齒輪產(chǎn)生過大的齒形誤差。這種誤差隨前后角的增大而增大，即使通過修正磨制插齒刀時(shí)的基圓半徑也難以克服。所以現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)的插齒刀為了保證切齒時(shí)的齒形精度只好在切削性能方面作出犧牲，而采用較小的前后角。過小的前角及后角在切削時(shí)，造成切削變形及切削摩擦增大，切削力、切削功率增加，刀具切削溫度上升，刀具壽命縮短，被加工齒面粗糙度增加等一系列不利影響。為了克服插齒刀較小的齒形誤差與良好的切削性能之間的矛盾，許多研究者探索過多種解決方案，如采用有別于傳統(tǒng)方法的修正插齒刀壓力角的計(jì)算設(shè)計(jì)方法、插齒刀前面的特殊刃磨方法。這些方法或因制造工藝過于復(fù)雜，增加了制造困難及刀具成本，或因前后角增大不顯著達(dá)不到改善切削性能的目的，都沒有在生產(chǎn)中得到廣泛采用。
本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的雙圓錐前刀面插齒刀。
本實(shí)用新型是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的為了保證本插齒刀同時(shí)具有適宜的幾何角度和較高的齒形精度，將刀具的前刀面自分度圓為界作成兩個(gè)錐面，第一錐面齒頂前角γ1，第二錐面齒頂前角γ2及齒頂后角αe都大于標(biāo)準(zhǔn)插齒刀。其具體數(shù)值可根據(jù)被加工齒輪的材料選取。對(duì)工具廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)通用插齒刀可選γ1＝9°，γ2＝15°，αe＝9°。插齒刀的后刀面仍為單一的漸開線螺旋面。漸開線的基圓半徑選擇的原則是使齒形誤差最小，即要經(jīng)過修正。由于插齒刀的齒側(cè)刃為不同的圓錐面與漸開線螺旋面相交所構(gòu)成。故以分度圓為界形成齒頂和齒根兩條不同的切削刃。這兩條切削刃在插齒刀端平面上的投影，它們都不是漸開線，這是造成齒形誤差的原因。為了計(jì)算出誤差的大小，將兩條切削刃的投影線與正確的漸開線作比較，它們的差值就代表了插齒刀齒形誤差的大小。齒形誤差計(jì)算方法與標(biāo)準(zhǔn)插齒刀公式基本相同，不過此時(shí)是齒頂部分和齒根部分兩段曲線與漸開線的分別差值，而不象標(biāo)準(zhǔn)插齒刀只有一段曲線。插齒刀齒形誤差計(jì)算公式如下△fyn＝ryn[(invαyon－invαyn)－(invαo－invα)－(ryn－ro)－kn]n＝1，2。分別代表兩段不同的切削刃。齒頂部分編號(hào)為1，齒根部分編號(hào)為2。
kn－系數(shù)。
k=tgyn·tgao·tgaero]]>△fn－所討論點(diǎn)的齒形誤差；ryn－討論點(diǎn)所在圓的半徑；αyon－所討論點(diǎn)修正后的壓力角；αyn－所討論點(diǎn)原始的壓力角；α－分度圓上原始的壓力角；αo－修正后分度圓上的壓力角；γn－第一或第二頂刃前角；ro－原始的基圓半徑；通常是在齒頂圓處及基圓處產(chǎn)生的誤差最大，所以在確定如何修正基圓半徑時(shí)，主要考慮這兩點(diǎn)的誤差。
本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn)1)、齒形精度雙圓錐前刀面插齒刀與標(biāo)準(zhǔn)插齒刀相比，齒形誤差下降30％多。被加工齒輪齒形精度測試結(jié)果表明，用新插齒刀插制的齒輪比標(biāo)準(zhǔn)插齒刀插制的齒輪齒形精度有所提高。其齒形曲線還顯得比較平滑，齒面粗糙度降低。
2)、切削性能雙圓錐前刀面插齒刀齒頂前角、后角都比標(biāo)準(zhǔn)插齒刀增大。因此其切削變形、切削摩擦均減小，切削更加輕快。切削功率平均降低34％，切削溫度平均降低12°，刀具壽命可以提高。
3)、刀具成本雙圓錐面插齒刀的結(jié)構(gòu)形式變化不大，因此可采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)插齒刀的設(shè)備及工藝進(jìn)行制造，制造成本略有增加(不超過10％)。
圖一為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)圖。
圖二為本實(shí)用新型剖視圖。
本實(shí)用新型可由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)雙圓錐前刀面插齒刀其它結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)同常規(guī)設(shè)計(jì)方法。所不同的是要選擇γ1，γ2，αe，及修正后的基圓半徑ro。γ1、γ2、αe主要根據(jù)被加工齒輪材料選擇。對(duì)通用插齒刀可分別規(guī)定為9°、15°、9°。至于ro可根據(jù)不同齒數(shù)、模數(shù)的插齒刀，設(shè)定一系列的不同的修正后基圓半徑(相應(yīng)得到不同的分度圓上壓力角)，然后用上述誤差公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)于不同修正后的基圓半徑的插齒刀在齒頂圓處及基圓處的齒形誤差。從中選擇這兩個(gè)誤差絕對(duì)值都很小的一種組合，這樣就定出了ro。例如，當(dāng)模數(shù)m＝4、z＝25時(shí)，相應(yīng)修正后的壓力角α＝20.35°、基圓半徑ro＝93.759mm。按上面的方法，也可編出計(jì)算機(jī)程序上機(jī)運(yùn)算，以加快計(jì)算速度。
插齒刀的施工工藝與標(biāo)準(zhǔn)插齒刀基本相同，其特點(diǎn)只是磨削刀具前刀面時(shí)要分兩次進(jìn)行。第一次磨出第一前角γ1，第二次磨出前角γ2。兩個(gè)錐面在分度圓相交。對(duì)相交圓的公差要求并不很嚴(yán)格，一般在±0.5mm范圍內(nèi)不會(huì)影響插齒刀的齒形誤差。對(duì)于新型插齒刀的修正后的基圓半徑求出后，磨削齒側(cè)后漸開線螺旋面可一次磨出，其工藝方法與普通標(biāo)準(zhǔn)插齒刀完全相同。
權(quán)利要求1.一種雙圓錐前刀面插齒刀，其特征在于插齒刀的前刀面由兩個(gè)大小不同的圓錐面構(gòu)成，且由此兩錐面形成的交線與分度圓重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓錐前刀面插齒刀，其特征在于第一圓錐面形成刀具前刀面刀齒齒頂部分，第二圓錐面形成刀齒齒根部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的雙圓錐前刀面插齒刀，其特征在于第一圓錐面的錐頂角大于第二圓錐面的錐頂角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的雙圓錐前刀面插齒刀，其特征為第一前角小于第二前角。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種切削性能優(yōu)良的雙圓錐面前刀面插齒刀，其特征在于該刀具前刀面為雙圓錐面，磨削加工時(shí)先后磨出第一前角γ1及第二前角γ2，將齒頂前角分別增加到9°～15°，齒頂后角增加至9°。另外，采用了有別于傳統(tǒng)的基圓修正方法，使插齒刀的齒形誤差減小。本實(shí)用新型，切削功率降低34％，切削溫度降低12℃左右，刀具的壽命增加，被切齒輪齒形精度提高，其制造工藝與標(biāo)準(zhǔn)插齒刀類似。
文檔編號(hào)B23F21/00GK2206172SQ9423682
公開日1995年8月30日 申請日期1994年7月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月14日
發(fā)明者周汝忠, 薛弼一 申請人:西南交通大學(xué)