齿轮刀具学习教案

1、会计学1齿轮齿轮(chln)刀具刀具第一页，共90页。第1页/共90页第二页，共90页。第2页/共90页第三页，共90页。第3页/共90页第四页，共90页。第4页/共90页第五页，共90页。第5页/共90页第六页，共90页。第6页/共90页第七页，共90页。第7页/共90页第八页，共90页。镶齿盘形齿轮镶齿盘形齿轮(chln)铣刀铣刀1、刀体、刀体 2、刀齿、刀齿 3、锥销、锥销第8页/共90页第九页，共90页。第9页/共90页第十页，共90页。第10页/共90页第十一页，共90页。第11页/共90页第十二页，共90页。d.插齿刀盘插齿刀盘仿形原理加工仿形原理加工(ji gng)直齿、斜齿圆柱

2、齿轮，也可加直齿、斜齿圆柱齿轮，也可加工工(ji gng)花键轴。花键轴。特点：效率高，结构复杂，要求精度高，成本高，专特点：效率高，结构复杂，要求精度高，成本高，专用刀具，仅用于大批大量生产的齿轮中，成本比一般用刀具，仅用于大批大量生产的齿轮中，成本比一般的方法高一些，但比展成法低，现较少用。的方法高一些，但比展成法低，现较少用。1 刀体，刀体，2 压板压板(y bn)，3 切刀齿切刀齿第12页/共90页第十三页，共90页。第13页/共90页第十四页，共90页。第14页/共90页第十五页，共90页。第15页/共90页第十六页，共90页。第16页/共90页第十七页，共90页。第17页/共90页

3、第十八页，共90页。第18页/共90页第十九页，共90页。c.c.剃齿刀剃齿刀用于软齿面用于软齿面(22(2232HRC32HRC）的）的齿轮的精加工齿轮的精加工(ji gng)(ji gng)；可进一步提高精度和表面质量。可进一步提高精度和表面质量。加工加工(ji gng)(ji gng)效率高，刀具寿命长，设备简效率高，刀具寿命长，设备简单。单。盘形，齿条形和蜗轮剃齿刀三类。盘形，齿条形和蜗轮剃齿刀三类。第19页/共90页第二十页，共90页。第20页/共90页第二十一页，共90页。第21页/共90页第二十二页，共90页。第22页/共90页第二十三页，共90页。插齿刀让刀插齿刀让刀.avi,

4、 工作台让刀工作台让刀.avi第23页/共90页第二十四页，共90页。第24页/共90页第二十五页，共90页。第25页/共90页第二十六页，共90页。第26页/共90页第二十七页，共90页。第27页/共90页第二十八页，共90页。第28页/共90页第二十九页，共90页。硬质合金硬质合金(yn zh h jn)插齿刀插齿刀第29页/共90页第三十页，共90页。第30页/共90页第三十一页，共90页。第31页/共90页第三十二页，共90页。第32页/共90页第三十三页，共90页。插齿刀后角的形成：插齿刀后角的形成：顶刃后角的形成：顶后刀面做成圆锥面顶刃后角的形成：顶后刀面做成圆锥面侧刃后角的形成：

5、侧后刀面做成渐开线螺旋面（左边侧刃后角的形成：侧后刀面做成渐开线螺旋面（左边刃向右旋为右螺旋面，右边刃向右旋为右螺旋面，右边(yu bian)(yu bian)刃向左旋刃向左旋为左螺旋面）为左螺旋面）第33页/共90页第三十四页，共90页。第34页/共90页第三十五页，共90页。* * 插齿刀有顶刃后角和插齿刀有顶刃后角和 侧刃后角，重磨后顶圆直径侧刃后角，重磨后顶圆直径和分圆齿厚减小。和分圆齿厚减小。不同端剖面应是变位量不同端剖面应是变位量不同的变位齿轮，新刀不同的变位齿轮，新刀变位量最大，重磨后逐变位量最大，重磨后逐渐减小。渐减小。 变位量为零的变位量为零的O-OO-O端剖面称端剖面称为为

6、(chn(chn wi) wi)插齿刀的原插齿刀的原始剖面，具有标准齿形。始剖面，具有标准齿形。 插齿刀实质上是个变位插齿刀实质上是个变位(bin wi)(bin wi)齿轮齿轮第35页/共90页第三十六页，共90页。齿顶后角：齿顶后角：齿顶高：齿顶高：齿根齿根(ch (ch n)n)高：高：顶圆半径：顶圆半径：根圆半径：根圆半径：任意任意(rny)(rny)端剖面的变位系数端剖面的变位系数 x0=b0tgp/m x0=b0tgp/m有关有关(yugun)剖面齿形的几何参数得计算：剖面齿形的几何参数得计算：任意剖面的分圆齿厚任意剖面的分圆齿厚 s0= s02 b0tg0 又又 s0= s02

7、x0 m tg tg0 = x0 m tg/ b0= tgtgp标准直齿插齿刀顶刃后角标准直齿插齿刀顶刃后角p p= 6= 6, ,侧刃后角侧刃后角c c 2 2, ,顶刃前顶刃前角角p p= = 5 5, ,侧刃投影不是渐开线，齿形角修正侧刃投影不是渐开线，齿形角修正(20(201014.5)1014.5)第36页/共90页第三十七页，共90页。第四节第四节 正前角插齿刀的齿形误差及其修正正前角插齿刀的齿形误差及其修正(xizhng)(xizhng)计算计算起因：为方便起因：为方便(fngbin)(fngbin)切削加工，改善切削效果，插齿切削加工，改善切削效果，插齿刀需从零前角做成正前角。

8、刀需从零前角做成正前角。方法：只需将前刀面做成内锥面，锥面的底角即为正前角。方法：只需将前刀面做成内锥面，锥面的底角即为正前角。P105 P105 图图7 75 5第37页/共90页第三十八页，共90页。第38页/共90页第三十九页，共90页。误差形成后的影响：误差形成后的影响：插齿刀端面前插齿刀端面前(minqin)(minqin)角大于角大于0 0和后角大于和后角大于0 0时时（pp0 0 ，p p 0 0），插齿刀端面投影的齿形角），插齿刀端面投影的齿形角小于理论渐开线齿形角小于理论渐开线齿形角且数值不均匀（刀齿顶处厚且数值不均匀（刀齿顶处厚、根部薄），加工出的齿轮则根部被过切、齿顶变宽

9、、根部薄），加工出的齿轮则根部被过切、齿顶变宽。第39页/共90页第四十页，共90页。第40页/共90页第四十一页，共90页。第41页/共90页第四十二页，共90页。 侧刃各点处侧刃各点处o o 数值计算公式：数值计算公式： tgoj tgp sinm tgoj tgp sinm 各点处各点处oj oj 数值不同，它随数值不同，它随mm而变化而变化(binhu)(binhu)，在齿根处较小，在齿根处较小， p p增大，增大， oj oj增大。但增加增大。但增加pp又会使刀具的强度削弱，降低又会使刀具的强度削弱，降低刀具的耐用度，影响齿形精度。刀具的耐用度，影响齿形精度。第42页/共90页第四十

10、三页，共90页。第43页/共90页第四十四页，共90页。第44页/共90页第四十五页，共90页。校验方法计算式：校验方法计算式：将有关参数带入将有关参数带入C1 k1 C2 k2 C1 k1 C2 k2 （z1+z2) tg12z1+z2) tg12z2tga2 z2tga2 （z1+z0)tg10z1+z0)tg10z0tga0z0tga0（z1+z2) tg12z1+z2) tg12z1tga2 z1tga2 （z2+z0)tg20z2+z0)tg20z0tga0z0tga0 一般同一把插齿刀加工一对标准一般同一把插齿刀加工一对标准(biozhn)(biozhn)齿轮齿轮，仅需要检验小齿轮

11、的过渡不与大齿轮齿角干涉，仅需要检验小齿轮的过渡不与大齿轮齿角干涉即可。即只需校验小齿轮的过渡曲线。即可。即只需校验小齿轮的过渡曲线。第45页/共90页第四十六页，共90页。 2. 2.第二项校验第二项校验(xio yn)(xio yn)校验校验(xio (xio yn)yn)齿轮是否发生被根切齿轮是否发生被根切原因：插齿刀前刀面磨去较多，使变位系数减小，原因：插齿刀前刀面磨去较多，使变位系数减小，加工齿轮时其齿角相对于齿轮运动的轨迹可能加工齿轮时其齿角相对于齿轮运动的轨迹可能侵入齿轮的理论减开线齿形内部，而使齿轮发侵入齿轮的理论减开线齿形内部，而使齿轮发生根切生根切 防止被根切条件：防止被根

12、切条件：C1 0 C2 0C1 0 C2 0第46页/共90页第四十七页，共90页。 3. 3.第三项校验校验齿轮是否发生被顶切第三项校验校验齿轮是否发生被顶切（1)1)校验第一类顶切校验第一类顶切 由于由于(yuy)(yuy)变位系数减小，齿轮其齿角相对于插齿刀变位系数减小，齿轮其齿角相对于插齿刀运动的轨迹插齿刀齿形内部，而被插齿刀将齿轮发生顶运动的轨迹插齿刀齿形内部，而被插齿刀将齿轮发生顶切。切。防止顶切条件：防止顶切条件：k1 0 k1 0k1 0 k1 0第47页/共90页第四十八页，共90页。 （2 2）校验第二类顶切）校验第二类顶切 齿轮其齿顶角相对齿轮其齿顶角相对(xingdu)

13、(xingdu)于插齿刀的根于插齿刀的根圆之间的径向间隙小于零产生顶切。圆之间的径向间隙小于零产生顶切。防止顶切条件：防止顶切条件：C10 0 C20 0C10 0 C20 0其中：其中： C10C10a0 a0 ra1ra1rf0rf0C20C20a0a0ra2ra2rf0rf0第48页/共90页第四十九页，共90页。 插齿刀的刃磨插齿刀的刃磨 插齿刀用钝以后插齿刀用钝以后(yhu)(yhu)，只能刃磨它的前刀面，只能刃磨它的前刀面。插齿刀的前刀面是圆锥面，通常用圆柱砂轮的外圆插齿刀的前刀面是圆锥面，通常用圆柱砂轮的外圆进行刃磨。进行刃磨。第49页/共90页第五十页，共90页。第七节第七节

14、齿轮齿轮(chln)(chln)滚刀的基本蜗杆滚刀的基本蜗杆齿轮滚刀的基本加工原理：齿轮滚刀的基本加工原理：借助于空间交错轴螺旋齿轮的啮合原理加工齿轮，借助于空间交错轴螺旋齿轮的啮合原理加工齿轮，滚刀的轴线滚刀的轴线(zhu xin)(zhu xin)与被切齿轮的轴线与被切齿轮的轴线(zhu xin)(zhu xin)不平行，不相交。不平行，不相交。第50页/共90页第五十一页，共90页。 运动形式运动形式: :滚刀滚刀( (n do)n do)旋转运动和工件旋转旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动运动组成的复合运动( (展成运动展成运动) )。滚刀。滚刀( (n n do)do)沿工件轴线垂

15、直方向的进给运动。滚直齿沿工件轴线垂直方向的进给运动。滚直齿1.avi1.avi，滚斜齿，滚斜齿1.avi1.avi 齿轮滚刀齿轮滚刀( (n do)n do)相当于小齿轮，齿数少，齿相当于小齿轮，齿数少，齿很长，螺旋角大（很长，螺旋角大（80809090度），最后演变为蜗杆度），最后演变为蜗杆。第51页/共90页第五十二页，共90页。滚刀结构：滚刀结构： 开有轴向槽，形成滚刀的前刀开有轴向槽，形成滚刀的前刀面及容屑槽；面及容屑槽； 前刀面倾斜前刀面倾斜(qngxi)(qngxi)磨削磨削，形成前角；，形成前角； 经过铲齿背，形成顶后刀面和经过铲齿背，形成顶后刀面和后角；铲出侧后刀面。后角；铲

16、出侧后刀面。 每一刀齿具有每一刀齿具有“四面、三刃、四面、三刃、两尖两尖”的几何结构。的几何结构。为了保证正确加工为了保证正确加工(ji gng)，滚刀的三个切削刃都必须位于基，滚刀的三个切削刃都必须位于基本蜗杆上。基本蜗杆多为右旋的，也有左旋的。本蜗杆上。基本蜗杆多为右旋的，也有左旋的。第52页/共90页第五十三页，共90页。滚刀是一个开出容屑槽和切削滚刀是一个开出容屑槽和切削(qixio)(qixio)刃的单头（多刃的单头（多头）螺旋齿轮，即蜗杆，通头）螺旋齿轮，即蜗杆，通常称其为滚刀的基本蜗杆常称其为滚刀的基本蜗杆该蜗杆的法向模数和压力角分别该蜗杆的法向模数和压力角分别等于被切齿轮的模数

17、和压力等于被切齿轮的模数和压力角。角。第53页/共90页第五十四页，共90页。第54页/共90页第五十五页，共90页。2.2.阿基米德蜗杆：阿基米德蜗杆：实质为一螺杆，实质为一螺杆，基本蜗杆螺纹表面为阿基米德螺旋面。基本蜗杆螺纹表面为阿基米德螺旋面。特点：特点：过轴线剖面齿形为直线，制造方便，测量简单；过轴线剖面齿形为直线，制造方便，测量简单；轴向截形应与渐开线蜗杆齿形在分度圆处相切，即齿形角应轴向截形应与渐开线蜗杆齿形在分度圆处相切，即齿形角应是渐开线蜗杆分度圆处的齿形角。是渐开线蜗杆分度圆处的齿形角。端剖面（垂直端剖面（垂直(chuzh)(chuzh)轴线的剖面）齿形是阿基米德线；轴线的剖

18、面）齿形是阿基米德线；加工出的齿形精度可以较小。加工出的齿形精度可以较小。第55页/共90页第五十六页，共90页。3.3.法向直廓蜗杆：实质也为一螺杆，基本蜗杆螺纹表法向直廓蜗杆：实质也为一螺杆，基本蜗杆螺纹表面为法向直廓螺旋面为法向直廓螺旋(luxun)(luxun)面面特点：特点：加工工艺方便，用直线车刀在齿的某一法剖面中加工加工工艺方便，用直线车刀在齿的某一法剖面中加工即可；即可；法剖面齿廓为直线，测量简单；法剖面齿廓为直线，测量简单；端剖面（垂直轴线的剖面）齿形是延长渐开线；端剖面（垂直轴线的剖面）齿形是延长渐开线；加工出的齿形不是是理想的渐开线齿形，有误差；加工出的齿形不是是理想的渐

19、开线齿形，有误差；主要用于大模数、多头、螺旋主要用于大模数、多头、螺旋(luxun)(luxun)槽滚刀或粗槽滚刀或粗加工滚刀。加工滚刀。第56页/共90页第五十七页，共90页。基本蜗杆参数基本蜗杆参数(cnsh)基本蜗杆相当于斜齿圆柱齿轮，故其参数基本蜗杆相当于斜齿圆柱齿轮，故其参数(cnsh)同斜齿同斜齿圆柱齿轮的参数圆柱齿轮的参数(cnsh)和定义和定义主要参数主要参数(cnsh)：基本蜗杆分度圆柱导程角：基本蜗杆分度圆柱导程角：基本蜗杆法向分圆齿距；基本蜗杆法向分圆齿距；第57页/共90页第五十八页，共90页。第八节第八节 齿轮滚刀齿轮滚刀( (n do)n do)的结构的结构一、齿轮

20、滚刀的结构形式一、齿轮滚刀的结构形式1.1.整体滚刀整体滚刀多用高速钢制造，套装式结构多用高速钢制造，套装式结构; ;硬质合金整体滚刀较少，且多硬质合金整体滚刀较少，且多用于小模数；用于小模数；标准滚刀为右旋、单头标准滚刀为右旋、单头; ;螺旋升角较小，加工精度较高；粗加螺旋升角较小，加工精度较高；粗加工用滚刀有时做成双头，以提高工用滚刀有时做成双头，以提高(t go)(t go)生产率生产率刀齿容屑槽分螺旋和直槽两种刀齿容屑槽分螺旋和直槽两种; ;轴肩与内孔同心轴肩与内孔同心, ,装刀检测径跳多为零前角装刀检测径跳多为零前角; ;顶刃后角顶刃后角10101212, ,侧刃后角大约侧刃后角大约

21、3 3. .第58页/共90页第五十九页，共90页。容屑槽形式容屑槽形式a.a.直槽零前角滚刀：直槽零前角滚刀： P114 P114 图图 7 715a15a刀具刀具(doj)(doj)刀齿两侧的前角绝对值大小相等但正负号相反刀齿两侧的前角绝对值大小相等但正负号相反刀齿两侧的强度不同，耐用度不同。刀齿两侧的强度不同，耐用度不同。第59页/共90页第六十页，共90页。直槽直槽 制造方便，制造方便，但左右侧刃前角不等但左右侧刃前角不等，零度零度(ln(ln d) d)前角前角直槽滚刀直槽滚刀左侧刃前角小于零，左侧刃前角小于零，0404时采用。时采用。螺旋槽螺旋槽 0 04 4时采用，为时采用，为使

22、左右侧刃前角相等使左右侧刃前角相等(xingdng)(xingdng)，让螺旋槽垂，让螺旋槽垂直于滚刀螺纹，即直于滚刀螺纹，即k =k = 00第60页/共90页第六十一页，共90页。 b. b.螺旋槽滚刀：螺旋槽滚刀： P114 P114 图图 7 715b15b刀具前刀面为螺旋槽，右旋刀为左螺旋槽，左旋刀具前刀面为螺旋槽，右旋刀为左螺旋槽，左旋(zu xun)(zu xun)刀为右螺旋槽；刀为右螺旋槽；螺旋角等于导程；螺旋角等于导程；刀齿两侧的前角大小相等螺旋槽零前角滚刀；刀齿两侧的前角大小相等螺旋槽零前角滚刀；刀齿刀具两侧的强度相同，耐用度一样。刀齿刀具两侧的强度相同，耐用度一样。第61

23、页/共90页第六十二页，共90页。2.2.镶齿滚刀镶齿滚刀齿轮模数较大时，做成镶齿结构。齿轮模数较大时，做成镶齿结构。 特点：特点： 节省高速钢制造，硬质合金；节省高速钢制造，硬质合金；能保证刀片能保证刀片(dopin)(dopin)的热处理性的热处理性能；能；耐用度较高。耐用度较高。第62页/共90页第六十三页，共90页。（3 3）硬质合金滚刀）硬质合金滚刀( (n do)n do) 用于小模数齿轮或精加工硬齿面齿轮，代用于小模数齿轮或精加工硬齿面齿轮，代替磨齿。替磨齿。 常采用大的负前角，可达常采用大的负前角，可达30304545第63页/共90页第六十四页，共90页。二、齿轮滚刀的直径二

24、、齿轮滚刀的直径 （直径数值可自定）（直径数值可自定）直径大特点：直径大特点：分圆柱直径大，可减小齿形误差；分圆柱直径大，可减小齿形误差；能减少齿轮上的轴向波纹度能减少齿轮上的轴向波纹度刀齿数增加，减轻每个刀齿的切削负担；刀齿数增加，减轻每个刀齿的切削负担；可用较粗的心轴，提高轴的刚性；可用较粗的心轴，提高轴的刚性；浪费刀具材料。且制造安装不便浪费刀具材料。且制造安装不便(bbin)(bbin)；滚齿机内部零件受到较大扭矩，冲击振动较大；滚齿机内部零件受到较大扭矩，冲击振动较大；增加切入长度和切入时间，影响效率。增加切入长度和切入时间，影响效率。直径数值的确定：直径数值的确定：da02da02

25、（t td/2+Hkd/2+Hk）第64页/共90页第六十五页，共90页。三、齿轮滚刀长度三、齿轮滚刀长度要求：要求： 滚刀端头的刀齿负荷不宜过重；滚刀端头的刀齿负荷不宜过重； 必须完整包络出被加工齿轮的整个齿形；必须完整包络出被加工齿轮的整个齿形； 各刀齿磨损不均，齿轮中线处刀齿磨损较严重。确定滚刀各刀齿磨损不均，齿轮中线处刀齿磨损较严重。确定滚刀长有充分的长有充分的“窜刀窜刀”长度，标准滚刀长度为导程的长度，标准滚刀长度为导程的4 45 5倍。倍。注意：滚刀的最小长度、包络的最后的齿的厚度注意：滚刀的最小长度、包络的最后的齿的厚度(hud)(hud)、刀头、刀头和刀尾处的不完整齿、滚刀加工

26、时的倾斜安置等。和刀尾处的不完整齿、滚刀加工时的倾斜安置等。第65页/共90页第六十六页，共90页。四、齿轮滚刀的切削锥四、齿轮滚刀的切削锥意义：意义：滚刀头部的刀齿负荷滚刀头部的刀齿负荷(fh)(fh)不宜过重；不宜过重；不能落在齿坯外；不能落在齿坯外；方法：方法：做出切削锥做出切削锥P117 P117 图图7-207-20第66页/共90页第六十七页，共90页。第67页/共90页第六十八页，共90页。第68页/共90页第六十九页，共90页。第69页/共90页第七十页，共90页。第70页/共90页第七十一页，共90页。第71页/共90页第七十二页，共90页。二、齿轮滚刀的重磨：二、齿轮滚刀的重磨：滚刀的耐用度一般在滚刀的耐用度一般在200min200min400min400min之间，相当于粗加工的磨损之间，相当于粗加工的磨损量量VB=0.8VB=0.81mm1mm，这是时需要刃磨。，这是时需要刃磨。方法：采用直母线的锥形砂轮方法：采用直母线的锥形砂轮(shln)(shln)重磨滚刀的前刀面。重磨滚刀的前刀面。P119 P119 图图7-257-25砂轮砂轮(shln)