欧洲齿轮刀具材料与结构.doc

欧洲齿轮刀具材料与结构2008-11-18 来源：未知 收藏此信息 推荐给好友 1.刀具类型 （1）齿轮滚刀通过对欧洲齿轮刀具制造厂和主要用户企业（如变速箱制造厂）的考察可知，目前齿轮滚刀的使用方式可分为传统的湿式切削工艺和干式切削工艺两大类。用于湿式切削的齿轮滚刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC，其中 M35+TiN为主流材料，滚切速度通常为90110m/min。用于干式切削的齿轮滚刀材料主要为ASP60+TiAlN，其滚切速度为 160m/min。硬质合金滚刀主要用于干式切削，其滚切速度可达260m/min。根据滚切试验结果，ASP60+TiAlN滚刀用于干式切削的综合加工效能优于硬质合金滚刀。因此，在实际生产应用中ASP60+TiAlN滚刀的使用量远远大于硬质合金滚刀。随着数控滚齿技术和刀具涂层技术的快速发展，齿轮滚刀的结构设计也在不断变化，主要体现在以下方面：由于滚齿速度的不断提高，正前角滚刀的切削性能优势已不明显，加上正前角滚刀的齿形较复杂，制造精度不易保证，因此正前角滚刀结构正逐渐被淘汰，而代之以零前角滚刀结构。目前除日本NACHI公司还少量生产正前角滚刀外，国外其它齿轮生产厂几乎已不生产正前角滚刀。滚刀头数的确定主要考虑滚齿加工效率的要求，滚刀的外径、长度、槽数等参数则需根据刀具寿命要求来确定。设计滚刀时，通常首先确定每个刀齿的切削长度，再按重磨一次需加工的工件数确定滚刀的有效切削齿数，最后确定滚刀的外径、长度、槽数等。近年来，由于滚齿机快进、快退速度的提高，小径滚刀进退刀耗时少的优势已不明显，因此滚刀直径的确定主要取决于齿轮结构和槽数的要求。为提高加工效率，对于同一齿轮轴上需滚齿加工的不同齿轮，要求可在同一台机床上一次安装依次加工完成，这就要求一把滚刀上有多段不同规格的滚刀齿形，即将多把滚刀集成为一体。由于滚刀圆周齿数的增多，滚齿加工已可视为近似连续切削加工，加上滚刀重磨后重新涂层技术的应用， M35+TiN滚刀与ASP30+TiN滚刀相比其寿命差别已不是很大，但却具有成本较低的优势，因此M35+TiN滚刀的使用数量已在明显回升，这一趋势无论从滚刀制造厂还是齿轮生产厂均可得到证实。但对于圆周齿数较少的滚刀和重磨后不涂层的滚刀，ASP30+TiN滚刀与M35+TiN滚刀相比仍具有较明显的寿命优势。在对环境污染限制极其严格的欧洲，干式切削具有广阔的应用前景。目前大量应用于实际生产的干式切削滚刀主要为 ASP60+TiAlN滚刀。同时也有少量ASP60+TiAlN+WC/C滚刀应用，其切削速度为180m/min。用于干式切削的硬质合金滚刀和金属陶瓷滚刀由于制造难度较大、材料及制造成本较高等原因，在加工生产线上的应用还不多。由于涂层材料和涂层技术的快速发展，涂层粉末冶金高速钢滚刀在干式切削中的应用却在不断扩大。（2）插齿、剃齿刀具欧洲生产的插齿刀产品主要采用M35+TiN和ASP30+TiN材质，其结构设计与国内区别不大。由于插齿加工属于断续切削，因此在高速插齿机上使用的插齿刀大多为ASP30+TiN插齿刀。欧洲生产的剃齿刀产品主要采用M2或ASP23材料（M2材料占主导地位）。剃齿刀的结构设计与国内差别较大。对于模数小于4mm的剃齿刀，容屑槽底梳采用直线形；模数大于4mm的剃齿刀的容屑槽底梳则采用渐开线形。剃齿刀的退刀槽均采用铣制（或磨制）加工，刀具内孔配合面较短（一般约为齿面宽的 1/3），径向剃齿刀的边牙全部铣去。目前德国开发出一种不同于传统剃齿工艺的强力剃齿工艺。该机床在剃齿过程中，剃齿刀与被剃齿轮均可驱动，剃第一面齿时剃齿刀为主动轮，被剃齿轮为从动轮；剃第二面齿时则相反。无论剃哪一面齿，剃齿刀与被剃齿轮的转动方向始终不变，且装卸齿轮时剃齿刀不停止转动。该机床采用自动对刀，齿轮转速可达4000r/min，切削速度高，加工效率高。由于可对齿形实行强力修整，因此剃齿加工精度高。强力剃齿工艺对剃齿刀的性能、寿命和可靠性提出了更高要求。（3）拉削刀具欧洲刀具制造厂生产的拉刀材料大多采用M2或M35，部分拉刀采用TiN涂层，具体根据加工要求和使用条件选用。拉刀的切削齿均无刃带。圆拉刀、花键拉刀等的容屑槽不少采用双头螺旋槽结构. 2齿轮刀具制造工艺 欧洲目前使用的刀具制造设备基本上已实现数控化。刀具的设计、制造已普遍采用CAD/CAM/CAPP技术，操作者只需输入刀具图号，数控加工机床即可自动从中央计算机中提取机床调整和加工工艺数据，并实现自动加工。刀具磨削均采用带数控砂轮修整器的数控工具磨床，并配备了完善的加工软件，可根据刀具廓形自动计算及修整砂轮形状。齿轮滚刀的车齿、铲齿工序均在数控车床和数控铲齿机上进行；铲磨齿形用数控滚刀铲磨机床采用数控砂轮修整器修整砂轮，对于模数小于6mm的滚刀，其齿形的两侧面、齿顶面、齿底面以及齿顶圆弧、齿底圆弧均可通过一次修整砂轮一次加工完成。插齿刀齿形磨削采用锥面砂轮磨削原理（不同于我国Y7125磨床的磨削方式），可保证插齿刀修缘、沉割参数的加工精度，准确加工出齿顶圆角，同时可保证插齿刀重磨后的加工精度。剃齿刀的容屑槽采用数控梳槽机加工，该机床刚性好、冲程快，可保证剃齿刀容屑槽两侧面的加工质量，从而延长剃齿刀的使用寿命；剃齿刀齿形采用数控剃齿刀磨床加工，可磨削各种类型的修形剃齿刀。成形拉刀和花键拉刀的廓形面分别在数控平面磨床和数控花键磨床上加工，采用数控砂轮修整器修形，铲背磨削。刀具热处理方面，齿轮滚刀和插齿刀均采用真空炉淬火、回火；剃齿刀、拉刀等采用盐浴淬火。刀具标志大多采用数控激光打标机刻字，精致美观。刀具包装质量很高。 3刀具涂层材料 欧洲，刀具涂层材料和涂层技术发展很快，水平较高，应用也较为普及。目前在刀具制造中应用较广的涂层材料主要有TiN、TiCN、WC/C、 TiAlN、TiAlN+WC/C等，其主要特性见表1。表中，TiAlN（1）为单层涂层，TiAlN（2）为复合涂层。在欧洲，刀具复合涂层（如 TiAlN复合涂层）的应用范围很广 涂覆时，涂层炉中有多个Ti靶和TiAl靶，两种靶交替工作，在刀具表面交替涂覆TiN涂层和TiAlN涂层，以获得所需的多层复合涂层。表1涂层材料特性涂层材料：TiNTiCNWC/CTiAlN（1）TiAlN（2）TiAlN+WC/C与钢的摩擦系数（干式）：0.40.40.20.40.40.2涂层厚度（m）：141414132526最高工作温度（）：600400300800800800涂层颜色：金黄青灰深灰紫灰紫灰深灰 通过调研考察，感到目前国内刀具技术的整体发展水平与欧洲国家仍有较大差距。但近年来国内工具厂通过不断进行技术改造，刀具设计制造水平已有长足进步，某些技术领域和产品品种已接近或达到国外先进水平，如汽车变速箱齿轮滚刀、发动机连杆拉刀、压缩机专用拉刀、复合齿形渐开线花键拉刀、剃齿刀等刀具品种已达到较高质量水平，具有了一定的市场竞争能力。中国加入WTO后，国内工具行业机遇与挑战并存，为了抓住机遇，迎接挑战，国内工具制造厂必须进一步加大技术改造力度，尽快提高自身发展水平，缩小与发达国家的差距精密齿轮滚刀安装角的变化与调整2008-8-27 来源：机电商情网 收藏此信息 推荐给好友 滚切斜齿轮(包括螺旋齿轮)时，合理选择滚刀的螺线方向，对滚切齿轮精度有一定的影响。切齿时希望滚刀的安装角小些(滚刀螺线与被切齿轮螺线同向，其安装角就小)，因为这样，滚刀沿被切齿轮切线方向分力与机床工作台转向相反，也就是滚齿机分度蜗杆对蜗轮的轴向力方向相反，这样可消除蜗轮副的间隙，不易引起振动，从而提高切齿精度，降低表面粗糙度，同时可使滚刀参加切削的刀齿较多，切削条件较好，被切齿轮质量较高：如滚刀的安装角大，参加切削的齿数减少，切削负荷集中，刀齿容易磨损，容易产生振动，被切齿轮质量就差。因此加工右旋齿轮时，应采用右旋滚刀：加工左旋齿轮时应采用左旋滚刀，这样可减小滚刀的安装角。至于加工直齿轮，采用左或右旋滚刀都可以，它们的安装角总是等于它的螺线升角，只是滚切齿轮时轮坯的转向不同而已。用标准滚刀滚切标准齿轮时，相当于齿条与齿轮啮合，这时滚刀刀齿中线与齿轮的分圆相切，由于齿轮齿厚有偏差，所以必定会使滚刀产生少量的径向位移，使滚刀刀齿中线与齿轮分圆分离，使滚刀的安装角产生变化：用标准滚刀滚切变位齿轮时，滚刀必须按图纸规定的位移系数与齿轮模数的乘积来调整(实际上是用测量齿轮齿厚来控制位移量)，也会引起滚刀安装角的变化：滚刀用钝后重磨前刀面，不仅外径会减小，而且节圆直径也会随之减小，滚刀的升角和安装角也都会发生变化。本文详述了滚刀分圆的选择、滚刀与被切齿轮中心距不同时滚刀安装角的变化、采用不同升角滚刀时滚刀安装角的补偿调整以及精确调整安装角的方法。 1 滚刀分圆直径的选择在生产实践中，只按新滚刀刻印的螺线升角来调整滚刀的安装角，不按滚刀重磨后的各次螺线升角来调整滚刀的安装角。事实上这样做很烦，会给生产带来极大的不便。故滚刀设计时选择分圆直径应考虑新滚刀刃磨后，引起的螺线升角的变化。从新滚刀刃磨到最后不能使用时为止，滚刀节圆引起升角与分圆升角之差为小值，这样可减小齿形误差及齿厚变化。利用计算斜齿轮分圆的公式，可计算滚刀分圆直径: da=msz=mnz/cosba=mnz/cos (p/2-la)=mnz/sina(1)式中：da 齿轮或滚刀分圆直径 ms 齿轮端面模数 mn齿轮或滚刀的法向模数 z 齿轮齿数或滚刀头数 ba齿轮分圆螺旋角或滚刀分圆螺旋角 la齿轮螺线升角或滚刀螺线升角图1式(1) 中如z=1即为单头滚刀，图1所示为新滚刀端面投影图，它刃磨到OC 面后，即告报废。如分圆直径取在OB 剖面时，单头滚刀分圆直径与齿高及铲背量有关，其升角为 sin la=mn/da(2)而新滚刀节圆上的升角为 sin l1=mn/d1(3)刃磨至不能用的旧滚刀节圆上的升角为 sin l2=mn/d2(4) d1dad2 sin l2sin lasin l1即l2lal1，如分圆取在OA 剖面内时，分圆直径仅与齿高有关，其新滚刀分圆的螺线升角为 sin l1a=mn/d1a(5)刃磨至不能用时旧滚刀节圆螺线升角为 sin l2a=mn/d2a(6) l1a=l1：l2ala l2a-l1ala-l1 l2a=l2：l1ala l2a-l1al2-la 所以只要考虑顶高所确定分圆直径的滚刀与既考虑顶高又考虑铲背量所确定分圆直径的滚刀比较，由于前者节圆螺线升角与分圆直径升角之差大于后者，故设计滚刀选择分圆直径时应按后者，以保证新旧滚刀安装角度变化减小，提高齿轮齿形精度，从而减小齿厚变化。 2 滚刀与被切齿轮中心距不同时滚刀安装角的变化用标准滚刀滚切标准齿轮时，相当于齿条与齿轮啮合，这时刀齿的中线与齿轮分圆相切，刀齿中线就是节线，齿轮分圆就是在滚刀节线上作纯滚动的节圆，滚切完成后，从理论上来说:齿轮节圆(分圆)上的齿厚等于滚刀齿形的齿槽宽：齿轮法面周节(斜齿轮或螺旋齿轮)等于滚刀的法面周节。实际上滚刀的齿厚及轮齿的齿厚都有误差，故而滚刀齿形中线与齿轮分圆不相切而分离。分离量的大小，由齿轮齿厚偏差所引起的径向位移量而定，用标准滚刀切制齿轮时，当被切齿轮与滚刀中心距加大时，滚刀节圆加大，当被切齿轮与滚刀中心距减小时，滚刀高精度齿轮滚刀渐开线中凹齿形型线设计与应用收藏此信息 推荐给好友 2009-8-22 来源：机电商情网 1 问题的提出 某主汽轮齿轮机组主传动透平齿轮改型设计要求齿轮制造加工单项精度提高到GB 10095-88中5精度，同时必须保证齿高方向45%位于齿高中部接触、齿长方向80%偏重于啮出端接触的接触精度要求。齿轮接触精度尤其是齿高方向接触精度主要取决于齿轮齿形精度，而滚齿加工齿轮齿形精度又主要靠滚刀齿形精度保证。基于诸多因素，为实现上述精度要求，针对老机组齿轮滚齿的峰谷状齿形，齿轮啮合时齿顶、齿根线性接触的接触区域不正确和接触面积比例严重不足问题及改型机组设计主传动齿轮仍采用齿顶修形并期望滚齿齿形是微量中凸光滑的修缘渐开线的齿形型线设计要求，依据产品齿轮设计齿形精度、齿顶修形量、JB 3227-83中AAA级滚刀齿形精度3项允差，改进设计滚刀齿形型线，由原半立方抛物线修缘渐开线直线型齿形改为齿顶、齿根修缘，齿高中部略凹的修缘渐开线中凹齿形型线(如图1所示)。图1 M4.5齿轮中凹型线示意图2 问题的解决设计思想是： 中凹齿形齿高中间部位1个模数范围内齿形精度等同于JB 3227-83中AAA精度要求，齿顶、齿根修缘量中值等同于齿轮齿形修缘量。 为了保证齿高中间部份齿形符合渐开线齿形要求，控制全齿高中间二分之一的齿形中凹量尽可能小些，使所滚切齿轮齿高方向上中间接触尽可能宽一些。 设计齿轮修缘要求：M7大齿轮为0.042，M4.5大齿轮为0.036，齿根修形均为零。5级齿轮齿形精度：M7大齿轮为Dff=0.024，M4.5大齿轮为Dff=0.013，M4.5小齿轮为Dff=0.008。 JB 3227-83中AAA级滚刀齿形精度：M7：dff=0.006；M4.5：dff=0.005。 为了保证滚切齿轮齿形光滑无突变且齿形呈微量中凸。刀具型线设计提出了3条技术要求： 滚刀齿形中凹量在A、B曲线范围内均属合格，但“0”点应是最凹处，齿根凹量应大于齿顶凹量，完整齿形应是几段曲线连接光滑无尖点的中凹曲线。 “0”点为加工检测滚刀齿形基准点，允差为0.10。 为消除中凹曲线与滚刀齿顶、齿根圆弧交点捌点尖点，允许修形曲线作切线延伸，与圆弧曲线相切。 3 中凹型线的应用选用了老机组M4.5、材料为M35高钴高速钢滚刀，按中凹齿形型线的设计原则进行了改制，改制后滚刀精度和齿形型线都达到了设计要求。用左、右旋两把刀分别在RFW10S精密滚齿机上滚切了一对材料为34CrNiMo的模拟大、小齿轮。齿形明显呈中凸形状，中凸量为0.0050.006，齿顶修缘量为0.03，达到了产品齿轮齿形设计精度要求，一对齿轮对滚跑合达到了齿高中部约30%35%接触。解决了老机组齿顶、齿顶线性接触问题。虽然未达到45%设计接触要求，但在保证齿轮单项精度不变的前提下采用微量对研工艺手段完全可以辅助增加到齿高接触要求。 4 结论 新设计的修缘渐开线中凹齿形型线在试验用滚刀和产品专用滚刀制造中的成功应用，证明了其完全能满足滚刀制造工艺性要求。滚刀制造精度完全可以满足产品制造精度要求。 这种新型滚刀滚切的齿形与直线型滚刀加工的齿形有明显不同，实现了齿高中部微量中凸的理想设想，完全消除了峰谷状齿形。 滚切试验和正式产品齿轮啮合接触区较老机组齿轮有明显的改善。消除了齿顶、齿根线性接触接触区不正确和接触面积比例严重不足问题，实现了设计期望的齿高中部接触的设计接触精度要求。彻底解决了老机组近齿顶、齿根处齿面拉毛损伤这一久攻不克的技术关键问题。 剃前齿轮滚刀修缘尺寸计算的优化收藏此信息 推荐给好友 2009-3-23 来源：机电商情网 如图1所示，滚刀剃后齿顶修缘量为，修缘高度为ft。在一般情况下，只要能满足加工条件，应使剃后齿轮的修缘角d和修缘高度ft尽可能大(但当模数mn3时，ft最好不大于0.5)。可见，修缘尺寸的确定是一个双参数优化问题。笔者在编制计算修缘尺寸的计算机程序时，采取了以下优化步骤：图1齿轮齿顶修缘(1)初始赋值时，对于剃后齿顶修缘量和修缘高度ft，如图纸上有明确要求，则按要求值输入；如图纸上未作要求，则可根据模数mn和齿数z合理赋以较大的初始值，如mn2，z30时，可令03，ft045。对于修缘角d，可先令d30。(2)如图2所示，由ft和d求出滚刀上修缘起始点至齿顶的高度hd，并判断hd1.95mn是否成立，如不成立，则按步长0.01递减ft后重新运算。如此循环运行，直至ft不小于0.3时为止。图2滚刀修缘起始点(3)ft确定后，按步长1递增d，直至计算出的齿轮递后齿顶修缘量满足要求为止，此时的d即为最大修缘角，如图3所示。(4)根据hd和d求出滚刀齿根槽间宽Wi(见图3)。图3求最大修缘角(5)判断求得的齿根槽间宽Wi能否满足WiW（W为能修出齿根圆弧R2的最小槽宽)，如Wi过小，可按以下方法解决：若ft0.35，则可继续按步长0.01递减ft，而d保持不变，即同时减小ft和以增大Wi，如图4所示。若ft0.35，则只减小d以增大Wi，如图5所示。但应注意，此时W因d的改变也在同时改变。显然，d减小时，也相应减小，因此，当d递减至30而Wi仍不能满足WiW的要求时，为避免过小，则应将R2适当减小。图4修缘角d不变图5减小修缘角d(6)最后确定d，并计算出。在上述优化过程中，均限定了循环下限，实际上，只要齿轮的参数、尺寸设计合理，一般不会出现达到循环下限仍无法满足优化条件的情况，如果出现这种情况，则说明该齿轮无需进行修缘。齿轮刀具、镶片齿轮滚刀收藏此信息 推荐给好友 2009-1-17 来源：未知 模数 带轴向键槽型 带端面键槽型 第1系列 第2系列 de L D L1 Z de L D L1 Z - 9 185 195 50 160 10 185 215 50 160 10 10 - 190 200 50 165 10 190 220 50 165 10 - 11 195 215 50 175 10 195 235 50 175 10 12 - 200 220 50 180 10 200 240 50 180 10 - 14 215 240 50 195 10 215 260 50 195 10 16 - 235 250 60 205 10 235 275 60 205 10 - 18 255 275 60 230 10 255 300 60 230 10 20 - 265 285 60 240 10 265 310 60 240 10 - 22 300 320 80 270 10 300 350 80 270 10 25 - 320 340 80 290 10 320 370 80 290 10 轴向键槽尺寸 D a C1 r 基本尺寸 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 50 12 (+0.205 +0.095) 53.5 (+0.2 0) 1.6 (0 -0.5) 60 14 64.2 80 18 85.5 2.0 100 25 (+0.240 +0.110) 107.0 2.5 端面键槽尺寸 D a1 b1 r1max e z 基本尺寸 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 50 18.4 (+0.130 0) 10.0 (+0.220 0) 2.0 1.0 (+0.3 0) 0.20 60 11.2 80 20.5 14.0 (0.270 0) 2.5 1.2 (+0.5 0) 0.25 100 25.5 16.0 3.0 1.6 模数 带轴向键槽型 带端面键槽型 第1系列 第2系列 de L D L1 Z de L D L1 Z - 28 340 360 80 310 10 340 390 80 310 10 - 30 350 380 80 330 10 350 410 80 330 10 32 - 380 405 80 355 9 380 435 80 355 9 - 36 - - - - 9 400 455 100 370 9 40 - - - - - 9 420 475 100 390 9 轴向键槽尺寸 D a C1 r 基本尺寸 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 50 12 (+0.205 +0.095) 53.5 (+0.2 0) 1.6 (0 -0.5) 60 14 64.2 80 18 85.5 2.0 100 25 (+0.240 +0.110) 107.0 2.5 端面键槽尺寸 D a1 b1 r1max e z 基本尺寸 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 基本尺寸 极限偏差 50 18.4 (+0.130 0) 10.0 (+0.220 0) 2.0 1.0 (+0.3 0) 0.20 60 11.2 80 20.5 14.0 (0.270 0) 2.5 1.2 (+0.5 0) 0.25 100 25.5 16.0 3.0 1.6 渐开线非标齿轮滚刀的正确选用2008-12-15 来源：未知 收藏此信息 推荐给好友 一 非标滚刀的选用步骤 确定滚刀类型与精度 确定滚刀全齿高h 确定滚刀法向齿厚Sn、轴向齿厚Sx和齿顶高ha 确定滚刀修形与齿顶圆弧 查图册选用滚刀。 验算滚刀轴向齿厚Sx 滚刀类型与精度的选择应根据加工设备及工艺而定。滚刀模数(或径节、周节)和压力角应与被切齿轮相等，螺旋方向最好与被切齿轮相同，加工直齿齿轮时应优先选用右旋滚刀。 对于非全切式滚刀，滚刀全齿高h的计算公式为 hh1+c*mn+Dh (1)对于全切式滚刀，则有 h=h1(2)式中：h1被加工齿轮全齿高 c*被加工齿轮顶隙系数 mn被加工齿轮法向模数 Dh剃齿或磨齿时因工艺需要而设置的滚刀齿顶加长量，可参考表1选取表1 滚刀齿顶加长量Dh的选用 滚刀类型 剃前齿轮滚刀 磨前齿轮滚刀 其它齿轮滚刀 Dh0.1mn0.1mn0齿轮滚刀的轴向齿形如图所示。其中，型为正常齿形，型为修形齿形。剃前齿轮滚刀的轴向齿形一般有五种类型(图略)。剃前和磨前滚刀的齿形通常都有一定修形量。图滚刀齿厚和齿顶高有以下两种计算方法： 按通用滚刀设计方法的计算公式为 Sn=pmn/2-DS+DS(3)Sx=Sn/cosl(4)ha=hf1+xn1mn+Dh(5)式中：DS滚刀的加工余量(可参考表2 取值)表2 DS、DS参考值 滚刀类型 精滚齿滚刀AC级 精滚齿滚刀AAAAA级 全切式小模数滚刀 粗滚齿滚刀 剃前或磨前滚刀 mn=0.10.5 mn=0.61.0 DS0000精加工余量剃齿或磨齿余量DS0或0-Ess0-Ess0.02mm0.03mm00或0-Ess注：Ess被切齿轮齿厚极限上偏差DS考虑被切齿轮齿厚偏差而附加的滚刀齿厚增量(可参考表2取值) l滚刀分度圆螺旋升角 hf1被切齿轮齿根高 xn1被切齿轮法向变位系数 式(4)中滚刀分度圆螺旋升角l的计算公式为 sinl=mnz/de-2ha-0.2(k+dde)mnz/(de-2ha)(6)式中：z滚刀头数 de滚刀齿顶圆直径 k滚刀径向铲背量 dde滚刀外径公差 按专用滚刀设计方法的计算公式为 Sn=en1min=pmn/2-2xn1mntanan-DS+DS(7)Sx=Sn/cosl(8)ha=hf1+Dh(9)式中：en1min被切齿轮工序法面齿间宽最小值 当被切齿轮无修形要求时，选择剃前或磨前滚刀时无需验算滚刀修形量，其它类型的滚刀则应选用非修形滚刀。当被切齿轮有修形要求时，无论何种类型的滚刀均应选用修形滚刀，并验算修形量，验算过程可参考有关齿轮刀具设计手册。 当被切齿轮对滚刀齿顶圆角r1有特殊要求时，订货时需与滚刀制造厂协商。对于在图册的备注栏中给出了r1值的大齿顶圆角滚刀，应按复杂刀具设计手册中的有关公式验算被切齿轮与配对齿轮传动时是否会发生过渡曲线干涉；对于备注栏中未标注r1值的滚刀，由于r1较小，因此无需验算过渡曲线干涉。 根据上述步骤确定的滚刀参数，查阅图册，选出所需滚刀。 首先按式(6)估算出l值，然后按式(4)或(8)验算滚刀轴向齿厚Sx。 当按照步骤(3)中方法和确定的滚刀参数在图册中选不出所需滚刀时，还可按下式对符合以上步骤确定的参数(ha、Sx除外)的所有滚刀的a和Sx进行验算，若此式成立，则该滚刀可用： Sx=pmn/2-DS+DS+2(ha-xn1mn-hf1-Dh)tanan/cosl(10)二 应用实例 应用上述方法选用加工解放牌汽车中间轴齿轮3的非标滚刀。该齿轮为双径节制齿轮，参数见表3。 表3 中间轴齿轮3(120-1701048)参数 齿数 径节 压力角 变位量 z=14DP1/DP2=6/8a=20x=1.3mm齿根高全齿高齿厚hf=3.145mmh=7.62mmSn=(7.596-0.12-0.08)mm滚刀选用步骤如下： 当采用滚齿热处理加工工艺时，应选用A级或B级齿轮滚刀，滚刀径节DP1/DP2=6/8，aN=20，螺旋方向为右旋。 滚刀全齿高hh1+c*m2+Dh=7.62+0.43.175+0=8.89mm。 滚刀法向齿厚Sn、轴向齿厚Sx和齿顶高ha分别为 Sn=pm1/2-DS+DS=25.4p/26-0+(00.08)=6.656.73mmSx=Sn/cosl=6.65/cosl6.73/cosl(l待定)ha=hf1+xn2m2+Dh=3.145+1.3+0=4.445mm 被加工齿轮无齿形修形，因此选用非修形、正常齿顶圆角的滚刀。 根据以上步骤确定的参数查阅图册后，选用代号为G1-DP-26的滚刀，其主要参数见表4。 表4 G1-DP-26齿轮滚刀主要参数 径节 齿厚 压力角 齿顶高 头数 全齿高 精度等级 外径 螺旋方向 内孔 DP1/DP2=6/8Sx=6.66mma=20ha=4.45mmz=1h=8.90mmB级de=85mm右D=27mm验算滚刀轴向齿厚Sx： Sx=6.65/cos3366.73/cos336=6.666.74mm计算值与表6中的Sx值相符，故所选滚刀符合要求。 加工实践证明，本文介绍的非标滚刀选用方法简单实用，能较好满足生产要求。渐开线花键拉刀倒角齿的修正计算式收藏此信息 推荐给好友 2009-7-25 来源：机电商情网 渐开线花键齿套是汽车变速器中用于换档的一个重要零件。在大批量生产中，齿套的渐开线内花键大多采用拉削方式加工。为保证变速器换档灵活及避免小径磕碰对渐开线花键精度的影响，需要在齿套内花键小径键齿处加工一倒角，为此，需在加工齿套用渐开线花键拉刀上设计出倒角齿。制造拉刀时，一般采用公法线千分尺对拉刀倒角齿进行测量，但当渐开线花键齿套的倒角角度为$%时，由于无测量平面，用公法线千分尺很难测量拉刀倒角齿。为提高拉刀的加工工艺性，在保证被加工齿套工作性能的前提下，需对拉刀倒角齿参数进行修正计算。通过加工实践，总结出拉刀倒角齿参数的修正计算方法如下：图 倒角齿示意图倒角测量角度a的计算 拉刀倒角齿如图所示。测量跨齿数为 K=INT(Z/4)+1式中，Z为拉刀齿数。 拉刀倒角齿的倒角测量角度为 a=360K/2拉刀倒角面到拉刀中心距离H的计算 倒角终止点的直径dc为 dc=da+2C式中，da为被加工齿套的渐开线内花键小径，C为倒角高度。 倒角终止点的中心半角q为 q=Ec/d式中，Ec为倒角终止点弧齿厚。 倒角终止点弦齿厚Ec1为 Ec1=dcsinq由此可求得 h=Ec1/2tanarx=h+dccos(q/2)拉刀倒角面到拉刀中心的距离为 H=rxsinaWk=2H计算实例 已知5Y-2型渐开线花键齿套的内花键小径da=80.91mm，拉刀齿数Z=39，倒角高度C=0.4mm，倒角终止点弧齿厚Ec=3.904mm。根据上述公式可计算出拉刀倒角齿参数为：测量跨齿数K=10，倒角测量角度a=46914，拉刀倒角面到拉刀中心距离H=30.78mm，61.56mm。 生产实践证明，该修正计算方法简便实用。通过修正倒角角度，可使渐开线花键拉刀的加工和测量更为方便，提高齿套倒角质量。涡轮盘榫槽型面精拉刀的改进收藏此信息 推荐给好友 2009-6-22 来源：机电商情网 在对某型号发动机的自由涡轮盘进行榫槽拉削加工时，连续出现型面精拉刀打刀现象，拉刀的断裂、崩齿部位均位于第4齿至第8齿之间。通过对拉削过程进行跟踪观察，排除了机床、夹具等因素引起打刀的可能。通过分析拉削过程中不同阶段的切屑状况，基本确定了拉刀断裂的原因：由于型面精拉刀的第4 齿至第8 齿正好是粗开槽拉刀所形成的阶梯状波痕结束而拉刀尚未开始拉削槽形的部位，因此，在此范围内拉刀刀齿拉削出的是整块切屑，切屑的变形力、切削抗力和卷屑阻力均最大，极易引起拉刀断裂。图为解决这一问题，我们首先对精拉刀上原无槽形的刀齿增开断屑槽，但切削效果并无改善。将增开断屑槽后仍发生断裂的拉刀拆卸下来进行检查，发现在前角面上紧密附着了切屑，且不易清除。通过对拉刀图纸与实物进行比较，发现图纸要求的拉刀前角面与容屑槽底部的最大转接圆弧半径(R0.3mm)偏小。此外，在磨削前刀面时，砂轮破坏了对侧相对应刀齿的前刀面，从而在刀体以上部位出现了倒三角锥，不仅直接影响切屑的形成与卷曲，而且在受力最复杂的部位出现了危险截面。根据上述分析结果，提出了如下拉刀改进方案(见上图)： 将拉刀前角面与容屑槽底部的最大转接圆弧半径由R0.3mm 增大为R0.50.05mm。但若选取转接半径过大，则会影响校正齿的齿形。 调整前刀面的磨削角度，使拉刀的磨削角度与铣削角度不同，且在磨削过程中使砂轮外径恰好通过拉刀齿顶的对称中心线，以获得最佳磨削效果。 将拉刀齿背尺寸由3mm 调整为4mm，以增强刀齿强度。 改进后的拉刀投入使用后，拉削过程平稳，卷屑流畅，拉削上百个槽后刀齿仍未出现明显损伤，加工效果令人满意。 大直径渐开线花键拉刀的齿形角修正收藏此信息 推荐给好友 2009-5-5 来源：机电商情网 大直径渐开线花键拉刀的齿形通常在花键磨床上用成形砂轮磨削而成。有经验的操作工人磨齿时常常将拉刀后柄部垫高几丝，通过增大拉刀前角来改善拉刀齿形。经过齿形角修正后，拉刀的拉削精度可明显提高。 渐开线花键拉刀的前角g=1020，后角a=24(通常取g=15，a=3)。当拉刀的渐开线齿形投影到基面上时，其齿形角会减小。为补偿这一变化，需对拉刀齿形角误差进行修正，由于齿形角误差对齿形误差的影响随拉刀直径的增大而增大，因此大直径拉刀的齿形角修正尤为重要。由于渐开线花键拉刀的齿形投影到基面上的情况与直齿插齿刀完全相同，因此可用直齿插齿刀的齿形修正公式计算修正后的拉刀齿形角a0，即tana0=tana0/(1-tangtana) (1)式中，a0 为修正前的理论齿形角。修正计算实例：某内花键拉刀参数为：齿数Z0=28，齿形角a0 =20，齿顶圆直径Da0 =116.065mm，齿根圆直径Df0=109.6mm，基圆直径Db0=102.9903112mm，分度圆直径D0=mZ0=112mm。拉刀校正齿的最大重叠系数=有效啮合长度L/基圆周节t=4.007923117/11.55548589=0.3468415915。根据式(1)可计算出修正后的拉刀齿形角a0=20.26183269=2016，cosa0=0.9381198361，则修正后的基圆直径Db0=D0cosa0=105.0694216。由于修正前的基圆直径Db0=D0cosa0=105.2455734mm，因此修正前、后基圆半径之差r0 = (105.0694216 -105.2455734)/2=-0.08807635mm。根据齿形误差计算公式J=r02p/Z0e (2)修正前、后的齿形最大误差为J=-0.007mm。 由计算结果可见，齿形误差值很小，可忽略不计，这是因为该拉刀重叠系数e很小的缘故。由于受到拉床性能以及拉刀热处理、刃磨设备的限制，拉刀长度不能太长，这就决定了拉刀的拉削余量A0不能太大(如工艺要求的拉削余量较大，可考虑采用成套拉刀加工，但拉削工件的同心度不如单把拉刀)，即拉刀渐开线齿形的有效啮合长度不会太长(一般远小于基圆周节)，因此渐开线花键拉刀的重叠系数e通常远小于1。在设计渐开线齿形有效啮合长度较大的大直径渐开线花键拉刀时，为可