[doc] 大型齿轮的短直刃硬齿面滚刀设计

[doc] 大型齿轮的短直刃硬齿面滚刀设计 大型齿轮的短直刃硬齿面滚刀设计 jlll4’第l期东北童型机械学盹Voi,l4N0.1 1990~yournaIofNozthea~lstiluleolHc-v,Machinery1900 大型齿轮的短直刃硬齿面滚刀设计 机械工程=系汤圣龙l芝 摘要本文介绍了已研制成功的一种短直硬齿面滚的设计特点及.性 能,并与同类滚_,J的加工误差及特性进行了比较,证鹳该’fj具结掏简单,易于 制造,成本低廉而且加工精度较高. 关键词:短直刃,硬齿面,滚刀 1引言 目前大型齿轮传动多采用硬面齿轮,齿面热处理变形随齿轮本身尺相应增大.为 消{埭变形必须对硬齿面进行修裁(精)加工.其方法是:1.用硬齿瑶滚刀(硬质台金 齿轮滚刀)滚刮;2.磨齿.趄磨齿不一定都能进行,它取决1:工厂条件.即使采用磨 齿为了节省磨齿工剥,也常需半精滚因此,大型硬齿面齿轮的加工仍以滚刮为主 但这种大型硬齿面齿轮滚刀制作暖难.而且在使用中容易崩打,致使 硬齿面齿轮攘 刮费用较高.所以,作者研制成功一种”短直刃硬齿砸滚JJ.由于该刀具结构简单 易于制作,成本低廉而且谢削齿面精度略高于同类滚,敞将得到广泛地虚用. 2短直刀硬齿面滚刀设计特点及性能 短直刃硬齿面滚刀(以下简称本滚刀)的主要特点是小压力角和单捌刃,见蹦1.- 由于小压力角.滚刀对工件的切削点都分布在刀齿的上半邦.因此,将硬质台叠了j 片扞在刀齿的上半部即可.本滚刀的刀刃短,且与滚月基牢蜗杆母线鱼台耐成直线刃. 故称为短直刃滚刀.一般小压力角滚刀是专用具,适用滚削定齿数的工件.但本 滚7]傲成单侧刃.进行单面切削,故为通用7J具.适用于滚.-j不同齿数的工件. 本滚刀的设计精度高于一般滚刀.它与一般滚7j的加工误差剥比见表l(表中公式 见参考文献(1]). 由表l可知,本滚刀的加工误差与同级精度的一般滚的牛封比,理论平均值缩小 2/3以上其叶l,滚理论设计齿形误差及囡滚刀左右切酗力不均衡(硬 齿面齿轮滚 刮时尤其严重)使工作台周方向窜动而产生的加工齿形蕊羞均可由 攀滚力消除,故 本滚7J比一般滚刀的设计精度一’ 1988年8H23日收到 第1期汤圣龙等大型齿轮的短直J刀硬齿面滚刀设计 7.1l 图1短直J刀硬齿面窿刀结构简图 表1本滚刀加工误差?与一艋滚刀加工误差?o对比 5 滚刀齿开j角ao的误差; l-}起的肯形加工误差 滚刀前刀面非径向性偏差 2. (A,).=一ssin..?. ,一重速晕数 (?,)=,msina?tgfcos口0 ?;l起的齿开j加工误差l一刀啻恻刃铲背后角 滚刀径向跳动,D引起的j(?,). = AEsin 啬形加工误差 l 3.92 l 3.94 l 3.92 东北重型机械学院1990年 续表1本滚刀加工误差?与一般滚刀加工误差?.对比 刀架导轨相时于工作台(?).=tgQtga.1 4转錾不平行鹰口t{—i一引起的齿向 加工误差B——齿宽 5滚刀齿设计理论性误差j0 有 滚齿机工作台圆周方向运’—._6 动问隙I起的齿彤加工误差.?有 滚刀容屑精周节累积误差}(?,):=Attg(r+)c.s口.1.067 l ?l={l起的齿形加工误差,——滚刀基本蜗杆分期螺旋升甫 1O 齿长方向齿面刀痕波形 高度 在相同,之下进给量之 比 ; 1s.——轴向进给量 }D一一滚刀外径 I—————————.1 注;表中对本滚刀齿形角按5.计算,一般滚刀按2O.计算 以上均为本滚7』的设计优点,但也有不足之处.由于本滚刀是单铡力切削,所以,最好 用旋向相同的左刃和右刃两把滚刀(即所谓胜利滚丁J)同时滚刮,但这样做比较麻烦. 在生产中常常先用右旋右刃滚刀滚刮一倒齿面,再用左旋左刃滚刀滚刮另一馏齿面,因 而需要两次进给,故工时加倍.但由于本滚刀是小压力角滚刀,在保证齿长方向同等加 工表面粗糙度的条件下,本滚刀比一艘滚刀的进给量可加大一倍(见表1第lO项)因 而可补偿工时损失. 本滚刀在大连重型机器厂已进行了工业使用并通过鉴定,鉴定时的切齿情况见表2. 慕l期汤圣龙等大型齿轮的短直刃硬鸯面滚刀设计n 表2本滚刀切削情况 序号项目名称内客及结果 模数m=10mm,齿数z=23 1被切齿轮参数警旋角o.,齿宽100ra 材料45,硬度HRC50 2滚刀精度龌 5切削结果 I 6J结论 左齿面25 右齿面28 被幻齿轮精度选8衄 1.6 1.6 3本滚刀设计 结合实例介绍设计计算方法. 例:设计模数=10mm的短直刃硬齿面滚刀. 1.外径D.外径大小可参考一般滚刀.但可适当缩小,对本倒取 D=150mm. 2.齿数.=9,同一般滚刀. 3.法向压力角G..压力角可尽量小.但不得等于零.以免产生切削干涉. 压力 角取得很小时要考虑到滚刀是偏位工作,如加工直径大的齿轮.刀架长度可能不够,一 般可取?=5.. 4.刀片(刀刃)长度.可用作图法量出刀刃长度,适当加长,对模数是10m/f1. 压力角是5.的滚刀.刀刃长度只需5mm,可适当佣长到10mm.此时刃长仍比一艘.攘 刀缩小一半有余. 5.滚刀基S0=29.7557mm. 8.滚刀前刀面上右刃齿形角口 =Ac=7.1151. 9.壤刀长度工.长度可尽量缩短,约等于三倍齿距,取L=90mI”. 滚刀其它部分设计与一般滚刀相同,从略. 4结论 由以上介绍可知.本滚刀结l句简单,容易制作,成本低廉,而设计精度与切齿精度 略高于一般同级硬齿面滚刀特别适合于重型机械厂硬齿面齿轮的滚刮加工. 参考文献 l哈尔滨工业大学编;机械制造工艺学,第四分册.上海科技出版社,lg79 2西安交通大学编.齿轮刀具.巾国工业出版杜.1965 DeSignofaHobwith.ShortandStraightEdgesfor MachiningtheHardenedWork——SurfacesofaLargeGear TangShenglong ABSTRACT AshortandStraightedgehobfOrmachininghardenedgearsBrfaC@iS, designedinthispaper.ThecharacteristicSofthehobareintroduced. Comparedwithothers,thlSkindofhobisoflowCOSl,simplyconstI’BC- tedandwithhigkerworkingaccuracy. KeyWords:shortandstraightedge,hardenedgear5urface,hob