雙圓錐前刀面插齒刀制造技術

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大小不同的圓錐面構成，且由此兩錐面形成的交線與分度圓重合。（*該技術在2004年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及機械制造行業金屬切削領域，特別涉及是齒輪切削加工的專用刀具。齒輪是各種機械產品的基礎件，而用插齒刀插齒是當前齒輪加工的主要方法之一。現在國內外生產的插齒刀已為各齒輪生產廠普遍采用。這種刀具的齒頂前角只有5°，齒頂后角為6°。這對于加工大多數鋼制齒輪而言，幾何角度大大偏小，切削性能很差。從應用條件出發前角最適宜的角度為10°～15°，后角適宜于采用8°～10°。然而對現有的標準插齒刀，當前后角增大到這樣的數值時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的基圓半徑也難以克服。所以現在標準的插齒刀為了保證切齒時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，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，如采用有別于傳統方法的修正插齒刀壓力角的計算設計方法、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雜，增加了制造困難及刀具成本，或因前后角增大不顯著達不到改善切削性能的目的，都沒有在生產中得到廣泛采用。本技術的目的是提供一種結構簡單的雙圓錐前刀面插齒刀。本技術是由以下技術方案實現的為了保證本插齒刀同時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都大于標準插齒刀。其具體數值可根據被加工齒輪的材料選取。對工具廠生產的標準通用插齒刀可選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，即要經過修正。由于插齒刀的齒側刃為不同的圓錐面與漸開線螺旋面相交所構成。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。齒形誤差計算方法與標準插齒刀公式基本相同，不過此時是齒頂部分和齒根部分兩段曲線與漸開線的分別差值，而不象標準插齒刀只有一段曲線。插齒刀齒形誤差計算公式如下△fyn＝rynn＝1，2。分別代表兩段不同的切削刃。齒頂部分編號為1，齒根部分編號為2。kn－系數。k=tgyn·tgao·tgaero]]>△fn－所討論點的齒形誤差；ryn－討論點所在圓的半徑；αyon－所討論點修正后的壓力角；αyn－所討論點原始的壓力角；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生的誤差最大，所以在確定如何修正基圓半徑時，主要考慮這兩點的誤差。本技術具有以下的優點1)、齒形精度雙圓錐前刀面插齒刀與標準插齒刀相比，齒形誤差下降30％多。被加工齒輪齒形精度測試結果表明，用新插齒刀插制的齒輪比標準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、后角都比標準插齒刀增大。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構形式變化不大，因此可采用現有標準插齒刀的設備及工藝進行制造，制造成本略有增加(不超過10％)。圖一為本技術結構圖。圖二為本技術剖視圖。本技術可由以下技術方案實現雙圓錐前刀面插齒刀其它結構尺寸的設計同常規設計方法。所不同的是要選擇γ1，γ2，αe，及修正后的基圓半徑ro。γ1、γ2、αe主要根據被加工齒輪材料選擇。對通用插齒刀可分別規定為9°、15°、9°。至于ro可根據不同齒數、模數的插齒刀，設定一系列的不同的修正后基圓半徑(相應得到不同的分度圓上壓力角)，然后用上述誤差公式計算出對應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。從中選擇這兩個誤差絕對值都很小的一種組合，這樣就定出了ro。例如，當模數m＝4、z＝25時，相應修正后的壓力角α＝20.35°、基圓半徑ro＝93.759mm。按上面的方法，也可編出計算機程序上機運算，以加快計算速度。插齒刀的施工工藝與標準插齒刀基本相同，其特點只是磨削刀具前刀面時要分兩次進行。第一次磨出第一前角γ1，第二次磨出前角γ2。兩個錐面在分度圓相交。對相交圓的公差要求并不很嚴格，一般在±0.5mm范圍內不會影響插齒刀的齒形誤差。對于新型插齒刀的修正后的基圓半徑求出后，磨削齒側后漸開線螺旋面可一次磨出，其工藝方法與普通標準插齒刀完全相同。權利要求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大小不同的圓錐面構成，且由此兩錐面形成的交線與分度圓重合。2.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。專利摘要本技術提供了一種切削性能優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，采用了有別于傳統的基圓修正方法，使插齒刀的齒形誤差減小。本技術，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，其制造工藝與標準插齒刀類似。文檔編號B23F21/00GK2206172SQ9423682公開日1995年8月30日 申請日期1994年7月14日 優先權日1994年7月14日專利技術者周汝忠, 薛弼一 申請人:西南交通大學本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：周汝忠，薛弼一，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：實用新型
國別省市：