步切式高效齒輪滾刀制造技術

本實用新型專利技術提供了一種高效切齒滾刀，它最適用加工多齒數，大模數的漸開線齒輪。滾刀的外形，切出端是圓柱形，切入端是兩段圓錐，如圖所示當滾刀１有軸向走刀為Ｓ時，（Ｓ＝２Ｓ↓［０］），Ａ點移至Ａ’點，Ｂ點移至Ｂ’點，滾刀在ＡＡ’直線上切齒時Ｂ點已轉到ＡＡ’直線上，距離Ｓ↓［０］已被切掉，在Ａ’點的切去量為Ｓ－Ｓ↓［０］＝０．５Ｓ；同理在Ｂ’點的切去量也為走刀量的二分之一，每轉被此循環實現步切。標準滾刀的走刀量一般在０．６－０．９范圍內，本新型在切齒數范圍內的走刀量可在１－１．５ｍｍ范圍內。它不但具備標準滾刀的功能，而且能提高切齒效率。（*該技術在2006年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本新型是涉及一種改進的漸開線齒輪滾刀，特別是雙錐能顯著的提高切齒效率，它最適用于加工多齒數，大模數的漸開線齒輪。現在各刃具廠出品的各種規格漸開線齒輪滾刀，都是園柱形，只有機械工業出版社出版的“復雜刀具設計手冊”中第247頁所提到的齒高不等齒輪滾刀是園柱錐形。園柱形齒輪滾刀因切齒輪時，滾刀軸線必須傾斜螺紋升角，因此就形成了不相同的兩個切削區，(參見圖一，編號2表示被加工齒輪)，即O1為園心滾刀頂園為半徑的AB弧環形切削區和以O1、O2為園心，各以滾刀頂園為半徑傾斜角為λ的BCD園柱斜面切削區。在AB弧環形切削區中AC曲線上的AD段在回轉切齒過程中被滾刀頂園半徑AB園弧切掉，因此BD平面以上切屑厚度較薄，刀具切削受力也小，在BCD柱斜面切削區中，滾刀長度端截面中心O1至O2半滾刀長度內，滾刀外園同時都參加切削，同時切削面積大，而且徑切增量從切入端至滾刀長度中心由大到小，切削負荷不均，因此刀具切削負荷大，嚴重影響切齒效率。由于BD面以下的切削不參加齒形展成，所以說在此范圍內的切削是有害切削，園柱形滾刀無法克服。“復雜刀具設計手冊”中所提到的齒高不等滾刀，因園錐長度較短，雖然對切削負荷有所減緩，然而因走刀所產生的切屑厚度仍然無法減薄，因此走刀量不能提高。本新型的任務是提供一種具有標準漸開線齒輪滾刀功能，而且能提高加工大模數多齒數漸開線齒輪切齒效率的滾刀。其任務按下述對照圖二進行實現，編號1、2分別表示滾刀和被加工齒輪，兩者正處加工狀態，O2、O3分別是切齒時在滾刀切入端長度上兩個端截面中心，AB兩點分別是以O3為園心，O3A為半徑和以O2為園心，O2B為半徑高低相差距為O2O3(在高度方向上的投影)，切齒時在齒輪外園表面離開的最低位置，設A、B兩點高度差為So，當滾刀有軸向走刀為S時，(而且S＝2So)，A點移至A’點，B點移至B’點，當滾刀在AA’直線上切齒時，此時B點已轉到AA’直線上，距離So已被切掉，因此在A’點的切去量為S-So＝0.5S；同理當在B’點進行切齒時，A’轉到BB’直線上，在B’點的切去量也為走刀量的二分之一，每轉被此循環實現步切。在給定走刀量的情況下，實切切屑厚度總是比應切切屑厚度薄趨近二分之一。據上所述，本新型克服了園柱形滾刀在斜面切削區中切削不均和園柱形滾刀、不等高齒滾刀切屑厚不能減薄的缺點，標準滾刀的走刀量從實踐知一般在0.6～0.9范圍內，本新型在切齒范圍內的走刀量可在1～1.5范圍內，因此它不但具備了標準滾刀的功能而且能較明顯的提高切齒效率。一旦被生產廠家所采用，將取代于標準滾刀，有廣泛的使用前景。以下結合圖二、圖三詳細描述本新型設計計算1、設計計算1)分園直徑DfDf＝Km/sinλ (1)k＝1 λ——分園螺紋升角2)刀頂高h1h1＝1.25m (2)3)刀根高h2＝1.25m (3)4)名義頂園直徑DoDo＝Df+2h1 (4)5)最大園錐直徑Dmax(1)滾刀切齒時滾刀最小嚙合長度段最大嚙合長度1max1max=1.25mtgα+0.5πm----(5)]]>(2)滾刀切齒時滾刀最小嚙合長度段最小嚙合長度1min1min=1.25mtgα-0.5πm----(6)]]>(3)滾刀切齒時滾刀最小嚙合長度段最大嚙合長度處的園錐直徑離開工件外園處距工件中心處半徑差ΔRΔR＝R-(R2-12max)0.5(7)(4)滾刀切齒時滾刀最小嚙合段最小嚙合長度處的最大園錐直徑離開工件外園處與ΔR差ΔR1ΔR1＝ΔR-(R-(R2-12min)0.5) (8)R＝0.5zm+m(5)AD＝(ro2-(ro-h+ΔR)2)0.5(9)(6)CB＝πmtgλ+AD+So(10)ro——滾刀名義半徑λ——滾刀分園螺紋升角So——給定步切量h——給定切齒深度取2m(7)o2c＝(ro-2m)+ΔR-ΔR1(11)(8)Dmax＝2(O2C2+CB2)0.5(12)6)法向齒厚SnSn＝0.5πm (13)7)軸向齒距tztz＝πm/COSλ (14)8)滾刀總長LL＝2(2.57m/(tgα.cosλ)) (15)9)滾刀最大園錐直徑距滾刀長度中心最小長度L1L1=(1.25mtgα0.5πm)/COSλ----(16)]]>α＝20°(壓力角)10)滾刀中間園錐小端距滾刀長度中心距離L2L2＝(L1+πm)/COSλ (17)11)切入端最小園錐直徑DminDmin＝2(((4.5rom-5.0625m2)0.5-0.5Ltgλ)2+(ro-2.25m)2)0.5(18)12)外錐長度13l3＝0.5L-L2(19)13)外端園錐角φφ＝arctg(0.5Do-0.5Dmin)/l3(20)14)結構形式結構形式是指鑲齒式或整體式，其結構形式和標準齒輪滾刀相同不再詳述。15)滾刀后角本新型雖然在切入端各部頂徑都不相等，它的頂后角和側后角仍按最大外徑來確定，其值頂后角為11°～13°，側后角不小于3°為準。鏟背量按最大外徑來計算，用徑向鏟背獲得頂、側后角。最外端頂后角采用尖齒，頂后角為12°。其它齒形角的修正，鏟背的計算，精度等級的采用值等等不再詳述可按標準齒輪滾刀設計。2、使用范圍和使用方法1)使用范圍的確定本新型每一把滾刀只能滿足在設計給定的切齒數范圍內進行切齒，才能達到予期提高切齒效率的目的，當超出給定切齒數范圍時，其走刀量只能按標準滾刀來選用。因此為了實現對加工不同齒數都能提高生產率，可以按齒數段進行設計。只得提出的一點是本新型最適用于加工大模數、多齒數的齒輪。當然如果有必要實現小模數、少齒數的高切齒率，也可以按齒數段進行設計。被切齒數段按下列算式計算。參見圖二So＝BC-AD-πmtgλ(1)so—給定步切量，0.45≤So≤1Rx＝0.5Zxm+m(2)Zx—給定被切齒數ΔR＝Rx-(Rx2-12max)0.5(3)ΔR-ΔR1＝Rx-(Rx2-12min)0.5(4)1max＝1min+πm (5)1.25m/tgα(6)α-分園壓力角為20°BC＝0.5(7)AD＝0.5(8)將7、8式代入1式，并使So滿足0.45≤SO≤1即得So和被切齒數。2)切齒時使用方法本新型切齒時有別于標準滾刀，使用時按下述方法進行操作。(1)滾刀裝入刀桿后和標準滾刀一樣要搬螺紋升角；(2)調整滾刀長度中心基本對準工件中心；(3)走刀量的確定方法是先按被切齒數選定So走刀量按S≤0.8+So確定；(4)在加工大模數齒輪時，一般用銑刀先開坯。3、設計實例設計m＝20，壓力角α＝20°，螺紋升角λ＝5°，被切基礎齒輪齒數Zx＝200步切式滾刀。1)分園直徑DfDf＝Km/sinλ＝229.47，K＝12)刀頂高h1＝1.25m＝253)刀根高h2＝1.25m＝254)名義頂園直徑DoDo＝229.47+2×25＝279.47≈280校正螺紋升角λ＝4.988542°5)最大園錐直徑Dmax(1)1max＝100.103(2)1min＝(1.25m/tgα)-0.5πm＝37.271(3)ΔR＝2020-(20202-1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
本“步切式高效齒輪滾刀”是一種新改進的漸開線齒輪滾刀。其特征在于：ａ、滾刀的外形，切出端是園柱形，切入端是兩段園錐；ｂ、兩段園錐的方向，從切入端至滾刀長度中心看各由小到大。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱德仁，
申請(專利權)人：朱德仁，
類型：實用新型
國別省市：41[中國|河南]