圓柱齒輪加工工藝和常用工藝裝備 第四節 齒輪刀具簡介

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圓柱齒輪加工工藝和常用工藝裝備 第四節 齒輪刀具簡介簡介
    第四節  齒輪刀具簡介   用切削加工方法製造齒輪,可以分為成形法和展成法。展成法使用的是齒輪形和齒條形刀具,如插齒刀、齒輪滾刀、剃齒刀等。成形法使用……
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第四節
齒輪刀具簡介


用切削加工方法製造齒輪,可以分為成形法和展成法。展成法使用的是齒輪形和齒條形刀具,如插齒刀、齒輪滾刀、剃齒刀等。成形法使用的是成形齒輪刀具,如模數盤銑刀和指狀銑刀,如圖9-22所示。


一、盤形齒輪銑刀


用模數盤形齒輪銑刀銑削直齒圓柱齒輪時,刀具廓形應與工件端剖面內的齒槽的漸開線廓形相同,如圖9-22所示。


當被銑削齒輪的模數、壓力角相等,而齒數不同時,其基圓直徑也不同,因而漸開線的形狀(彎曲程度)也不同。因此銑削不同的齒數,應採用不同齒形的銑刀,即不能用一把銑刀銑制同一模數中所有齒數的齒輪齒形,如圖9-23所示。但為了避免製造數量過多的盤形銑刀,生產上採用刀號的辦法,如表9-8所示。即用某一刀號的銑刀銑制模數和壓力角相同而齒數不同的一組齒輪。每號銑刀的齒形均按所銑制齒輪範圍中最小齒數的齒形設計的。


表9-8盤形銑刀刀號與所加工齒輪的齒數


用盤形銑刀銑制斜齒輪時,銑刀是在齒輪法剖面中進行成形銑削的。選擇刀號時,銑刀模數應依照被切齒輪的法向模數mn和法剖面中的當量齒輪的當量齒數Zv選擇。


Zv=Z/(cos3β)


式中β-斜齒輪螺旋角(°);


Zv-當量齒數;


Z-斜齒輪齒數。


二、齒輪滾刀


(一)齒輪滾刀的形成


齒輪滾刀是依照螺旋齒輪副嚙合原理,用展成法切削齒輪的刀具,齒輪滾刀相當於小齒輪,被切齒輪相當於一個大齒輪,如圖9-24所示。齒輪滾刀是一個螺旋角β0很大而螺紋頭數很少(1~3個齒),齒很長,並能繞滾刀分度圓柱很多圈的螺旋齒輪,這樣就象螺旋升角γz很小的蝸桿了。為了形成刀刃,在蝸桿端面沿著軸線銑出幾條容屑槽,以形成前面及前角;經鏟齒和鏟磨,形成后刀面及后角,如圖9-25所示。




(二)齒輪滾刀的基本蝸桿


齒輪滾刀的兩側刀刃是前面與側鏟表面的交線,它應當分佈在蝸桿螺旋表面上,這個蝸桿稱為滾刀的基本蝸桿。基本蝸桿有以下三種:


1.漸開線蝸桿
漸開線蝸桿的螺紋齒側面是漸開螺旋面,在與基圓柱相切的任意平面和漸開螺旋面的交線是一條直線,其端剖面是漸開線。漸開線蝸桿軸向剖面與漸開螺旋面的交線是曲線。用這種基本螺桿製造的滾刀,沒有齒形設計誤差,切削的齒輪精度高。然而製造滾刀困難。


2.阿基米德蝸桿
阿基米德蝸桿的螺旋齒側面是阿基米德螺旋面。通過蝸桿軸線剖面與阿基米德蝸螺旋面的交線是直線,其它剖面都是曲線,其端剖面是阿基米德螺旋線。用這種基本蝸桿製成的滾刀,製造與檢驗滾刀齒形均比漸開線蝸桿簡單和方便。但有微量的齒形誤差。不過這種誤差是在允許的範圍之內,為此,生產中大多數精加工滾刀的基本蝸桿均用阿基米德蝸桿代替漸開線蝸桿。


3.法向直廓蝸桿
 法向直廓蝸桿法剖面內的齒形是直線,端剖面為延長漸開線。用這種基本蝸桿代替漸開線基本蝸桿作滾刀,其齒形設計誤差大,故一般作為大模數、多頭和粗加工滾刀用。


(三)滾刀的齒形誤差 


用阿基米德蝸桿代替漸開線基本蝸桿作滾刀,切制的齒輪齒形存在著一定誤差,這種誤差稱為齒形誤差。由基本蝸桿的性質可知,漸開線基本蝸桿軸向剖面是曲線齒形,而阿基米德基本蝸桿軸向剖面是直線齒形。為了減少造型誤差,應使基本蝸桿的軸向剖面直線齒形與漸開線基本蝸桿軸向剖面的理論齒形在分度圓處相切。阿基米德滾刀基本蝸桿軸向剖面齒形角αx0,應等於漸開線蝸桿軸向剖面齒形的分度圓壓力角,如圖9-26所示。由斜齒輪法向剖面與軸向剖面齒形角換算關係可得


αx0=αn/cosγz


式中
αx0-軸向剖面齒形角


αn-漸開線蝸桿法向剖面分度圓壓力角;


γz-滾刀基本蝸桿分度圓上螺旋升角。

 




由圖9-27可知,造型誤差隨著螺旋升角γz的減小而減小。此外造型誤差還隨著滾刀分度圓直徑的增加以及滾刀頭數的減少而減小。一般造型誤差的誤差值很小,不會影響滾齒的加工精度。例如m=15mm的零前角齒輪滾刀,當γz=3°時,造型誤差約為7μm,而且誤差方向是正,會使被切齒輪的齒頂和齒根多切去一些,相當於對齒輪起了修緣的作用,如圖9-26所示。

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