径节制滚刀、马格插刀设计及其加工工艺

目录一工程机械齿轮滚刀设计.........................................................................................................................11.1设计原理........................................................................................................................................11.2参数计算........................................................................................................................................41.3设计图............................................................................................................................................9二马格插齿刀部分..................................................................................................................................112.1设计原理......................................................................................................................................112.2参数计算......................................................................................................................................162.3设计图..........................................................................................................................................25三工艺设计..............................................................................................................................................273.1工程机械滚齿刀加工工艺..........................................................................................................273.2马格插齿刀工艺设计..................................................................................................................313.3成形车刀线切割加工..................................................................................................................34四设计总结..............................................................................................................................................394.1设计心得......................................................................................................................................394.2未来展望......................................................................................................................................40参考文献......................................................................................................................................................41第1页共42页一、工程机械齿轮滚刀设计1.1设计原理齿轮滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具。一般地说，滚齿的生产率比插齿高。齿轮滚刀加工齿轮的原理，犹如一对螺旋齿轮的啮合过程。滚刀就是具有一定切削角度的渐开线斜齿圆柱齿轮，滚刀的头数即相当于螺旋齿轮的齿数。这种齿数极少、螺旋角很大、牙齿能绕轴线很多圈的变态斜齿圆柱齿轮，其实质就是一个蜗杆。基本蜗杆的螺旋表面若是渐开螺旋面，则称为渐开线基本蜗杆，而这样的滚刀称为渐开线滚刀。用渐开线滚刀理论上可以切出正确的渐开线齿轮，但是，由于这种滚刀制造困难，生产上很少用到。生产中大量的采用近似造型的滚刀，它们的基本蜗杆是阿基米德蜗杆或是法向直廓蜗杆。(一)滚刀的结构参数：(1)滚刀的外径：齿轮滚刀的外径是一个很重要的结构尺寸，其大小直接影响到其他结构参数的合理性。滚刀外径愈大，则滚刀分圆螺纹升角愈小，因而可使滚刀的近似造型误差愈小，提搞齿形的设计精度；(2)滚刀的长度：除2m的II型滚刀长度略小于滚刀外径以外，其余滚刀长度均等于其外径(3)齿轮的容屑槽：一般当f5º时，容屑槽滚刀的容屑槽一般做成与轴心线平行的直槽形式。当5f时，直槽滚刀并不引起被加工齿轮齿面质量有明显区别。容屑槽滚刀的第2页共42页容屑槽数关系到切削过程的平稳性、齿形精度和齿面光洁度，以及滚刀的每次重磨后的耐用度和使用寿命。容屑槽数越多，切削过程越平稳，滚刀耐用度越高，齿形精度以及齿面光洁度也越高。但是容屑槽越多，刀齿宽度减小，会使滚刀可重磨次数减少。(4)滚刀的切削角度：滚刀的前角：精加工滚刀和标准滚刀为便于制造和测量，一般都采用0前角滚刀的后角:齿轮滚刀的顶刃后角和侧刃后角应保持一定的关系，使滚刀重磨后齿形不发生变化。因此，滚刀的顶刃与侧刃必须采用相同的铲背量。其值用下式计算：egtanegDKz式中K——滚刀径向铲背量；egD——滚刀外径；zg——滚刀容屑槽数；e——滚刀顶刃后角。滚刀后脚一般取10º~12º。当K值计算圆整后（计算精度到0.5mm）应验算其侧刃后角c的大小。c应不小于3º。1egsingefnzKtgD式中fn—滚刀分圆法向齿形角。第3页共42页为使滚刀铲磨时有砂轮空刀，滚刀必须进行双重铲齿且有两种方法，本次设计采用的铲背设计2K可按下表查询。K22.533.544.555.566.57891012K20.6--0.70.7--0.80.8--0.9(5)滚刀的分圆直径和螺旋升角考虑到重磨因数对安装斜角的影响，为使滚刀加工齿轮时的安装斜角更接近于新旧螺旋滚刀的螺旋升角，应该设计一个比较合理的分圆直径，可按下式计算。20.2()fgegegegdDhKD式中egh——滚刀的齿顶高；egD——滚刀外径偏差。滚刀的螺旋升角不仅与滚刀使用时的安装有关。同时它又影响滚刀的齿形角近似造形误差。精滚刀5f。sinnffgnmd式中n——滚刀螺纹头数，精滚刀n=1;nm——法向模数第4页共42页(二)结构设计各结构参数参照《复杂刀具设计手册》表2.2-1模数110mm整体滚刀基本尺寸，具体参数见滚刀零件图CLGD01041.2参数计算齿轮滚刀的设计步骤及计算举例已知条件被加工齿轮参数：法向模数：=5.08nm分圆法向压力角：=15fn齿高系数：1f径向间隙系数：=0.25C分圆法向弧齿厚：fnS=7.98分圆螺旋角：f=23498螺旋方向：左旋精度等级：7FJGB/0095-88序号计算项目符号计算公式或选取方法计算精度计算举例第5页共42页1滚刀精度等级按齿轮精度等级选定滚刀精度等级AA级2基本尺寸（1）外径（2）孔径（3）全长（4）容屑槽数gDdLgz根据滚刀精度等级为AA级，按表2.2-1选取I型基本尺寸。40dL=100gz=143法向齿形尺寸：（1）齿顶高（2）齿根高（3）齿全高（4）法向齿距（5）法向齿厚eghighghntfngS()egnhfCm()ignhfCmgegighhhnntm/2fngnSm0.010.010.0010.01(10.25)5.086.35egh(10.25)5.086.35igh6.356.3512.7gh3.14165.0815.959nt3.14165.0827.98fngS切削部分0度前角0e100gD第6页共42页4（1）前角（2）铲背量第一铲背量侧刃后角第二铲背量（3）容屑槽深度（4）槽底半径（5）槽形角Kc2KHR前刃面偏位置0ee取10~12egegDKtgz1singcfnegzKtgDc应不小于3度采用型铲背形式可按表2.2-2选取第二铲背量2K；2K取0.7~0.82gHhKK+（0.5~1）(2)10eggDHRz0.1圆整到0.5圆整到0.5圆整到0.5圆整到0.250e0e12e3.14161001214Ktg=5318c20.8K12.750.8120H3.14(100202)1.341014R取R=1.50取5作图校验见注略第7页共42页6分圆直径fgdeg20.2()fgegegdDhKDD—滚刀外径偏差0.0110026.350.2(51)=86.1fgd7分度圆螺旋升角fsinnffgmnd精加工滚刀1n15.081sin86.1323'ff8容屑槽螺旋角fg5f0fg5ffgf1直槽9容屑槽导程T直槽滚刀T螺旋槽滚刀fgfTdctgT10轴向齿形尺寸（1）轴向齿距（2）轴向齿厚（3）齿顶圆弧半径（4）齿根圆弧半径ztfzgS1r2rcosnzfttcosfngfzgfSS10.3nrm20.3nrm0.0010.010.10.115.95915.987cos323'zt7.987.99cos323'fzgS10.35.081.5r20.35.081.5r1第8页共42页11轴向齿形角（1）直槽滚刀（2）右侧面齿形角（3）左侧面齿形角zyzzz直槽0°前角滚刀cos10znffctgctgzyzzz11115cos323'3.7256zctgctg151z151zy151zz12滚刀螺旋方向当安装斜角小于45时，一般制成右旋螺纹右旋螺纹13轴台