7-金属切削刀具-齿轮刀具

金属切削刀具7.齿轮刀具Page2金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.1.齿轮刀具的种类及用途1齿轮刀具的主要类型和工作原理：刀具的齿形或齿形的投影与被加工直齿齿轮端面内的槽形相同。主要有盘形齿轮铣刀、指形齿轮铣刀、齿轮拉刀、插齿刀盘等。刀具本身也好像一个齿轮，它和被加工齿轮各自按啮合关系要求的速比转动，而由各连续相邻位置刀具齿形包络成齿轮的齿形。常用的有齿轮滚刀、插齿刀、梳齿刀、剃齿刀等。I按刀具的工作原理分：i成形齿轮刀具:ii展成齿轮刀具：Page3金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.1.齿轮刀具的种类及用途1齿轮刀具的主要类型和工作原理：加工渐开线圆柱齿轮刀具；加工非渐开线圆柱齿轮刀具；加工直齿锥齿轮刀具；加工曲线齿锥齿轮刀具；II按被加工齿轮分：i圆柱齿轮刀具:ii蜗轮刀具：ii锥齿轮刀具：Page4金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.2.插齿刀的结构1插齿刀的工作原理：I加工直齿齿轮工作原理；插齿刀的形状很像齿轮，它的模数和名义齿形压力角等于被加工齿轮的模数和齿形角，只是插齿刀有切削刃和前、后角。Page5金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.2.插齿刀的结构1插齿刀的工作原理：II加工斜齿齿轮工作原理：工作台有一个附加转动已形成齿轮的螺旋角；III加工人字齿轮工作原理：与加工斜齿齿轮工作原理相同。Page6金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.2.插齿刀的结构2插齿刀的类型和选用：II型：盘形直齿插齿刀，最常用的结构形式，用于加工直齿外齿轮和大直径的内齿轮。精度等级分为AA、A、、B三种。IIII型：碗形直齿插齿刀，它与盘形直齿插齿刀的区别在于其刀体凹孔较深，以便容纳紧固螺母，精度等级分为AA、A、、B三种。直齿插齿刀分为三种类型和三种精度等级IIIIII型：锥柄直齿插刀，主要用于加工内齿轮，精度等级分为AA、A、、B三种。Page7金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.3.直齿插齿刀的切削刃及前、后角I直齿插齿刀的切削刃在插齿刀的前端面上的投影应当为渐开线，当插齿刀沿其轴线往复运动时，切削刃的运动轨迹就像是一个直齿渐开线齿轮的齿面，这个假想的齿轮称为“产形”齿轮。II插齿刀每个刀齿都有三个切削刃：一个顶刃和两个侧刃。如果把插齿刀设计为零度前角，则前刀面将是垂直于插齿刀轴线的一个平面。顶刃将是产形齿轮的顶圆柱面与前刀面的交线，而两个侧刃将是产形齿轮的齿面与前刀面的交线。Page8金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.3.直齿插齿刀的切削刃及前、后角I为了使顶刃有后角，将顶后刀面作成圆锥面。为了使侧刃有后角，将两个侧后刀面做成旋向相反的渐开螺旋面：右侧后刀面做成左旋的渐开螺旋面，左侧后刀面做成右旋的渐开线螺旋面。II重磨前刀面后，刀齿的顶圆直径和分圆齿厚都相应减小，但两个侧刃的齿形仍然是渐开线，实质上，插齿刀每个端剖面中的齿形可以看成是变位系数不同的齿轮的齿形。Page9金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.4.正前角插齿刀的齿形误差及其修正方法1齿形误差：I当顶前角不为零时，侧刃就不是渐开线了，而侧刃在插齿刀前端面的投影曲线也不是渐开线。II如果将插齿刀侧后刀面的端面截形的齿形角做成等于被加工齿轮的齿形角，则当顶刃前角时，插齿刀侧刃在端面上的投影齿形与理论渐开线齿轮相比，前者的齿形角变小了，即齿顶变厚齿根变薄。用这样的插齿刀加工齿轮，也必然是齿形角变小，即齿顶变厚齿根被过切，而且这种缺陷随着插齿刀的顶刃前角和顶刃后角的增大而加剧。Page10金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.4.正前角插齿刀的齿形误差及其修正方法2修正齿形误差的方法：I将插齿刀侧后刀面的端面截形的齿形角不做成值，而是改做成比值稍大一点的某个值，这就能使侧刃投影曲线的齿形角得到规定的值。即：II插齿刀经过修正后，侧刃在端面上的投影所形成的齿形就能与理论渐开线齿形在分度圆处相切。可以证明，这样的投影曲线在分度圆的曲率半径将略大于理论渐开线齿形在分度圆处的曲率半径，所以齿顶和齿根都比理论齿形稍厚一些，能使被加工齿轮得到轻微的修缘和修根。oppotgtgtgtg1Page11金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.5.插齿刀侧刃的切削角度1直齿插齿刀的侧刃前角：插齿刀的前刀面做成圆锥面，这不仅可使顶刃得到了前角，而且也使侧刃得到了一定的前角。侧刃上任意一点j的前角，是在通过j点并垂直于侧刃在插齿刀端面上的投影曲线的主剖面Po-Po中测量的，。pojmpojtgtgsinPage12金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.5.插齿刀侧刃的切削角度1直齿插齿刀的侧刃后角：插齿刀的侧后刀面做成渐开螺旋面，使侧刃得到了一定的后角。侧刃上任意一点j的后角，是在通过j点并垂直于侧刃在插齿刀端面上的投影曲线的主剖面Po-Po中测量的，它是主剖面与侧后刀面的交线和插齿刀轴线之间的夹角，ojsinpojtgtgPage13金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.6.外啮合直齿插齿刀加工齿轮的校验22122112cosaktgztgzzm11122122cosaktgztgzzmI1校验被加工齿轮副啮合时是否发生过渡曲线干涉当齿轮1和2啮合时，它们的有效齿形最低点的曲率半径：Page14金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.6.外啮合直齿插齿刀加工齿轮的校验11kc1校验被加工齿轮副啮合时是否发生过渡曲线干涉II不发生过渡曲线干涉的条件：22kcIII插齿刀变位系数：*00002aahzmrxPage15金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.6.外啮合直齿插齿刀加工齿轮的校验01cI2校验齿轮是否被根切随着插齿刀的重磨，使其变位系数减小，故可能产生被加工齿轮的根切。不发生根切的条件：02cPage16金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.6.外啮合直齿插齿刀加工齿轮的校验I3校验齿轮是否发生第一类顶切产生第一类顶切的原因：齿轮的顶圆和啮合线的交点超出了啮合极限点以外。用插齿刀加工齿轮时，如果插齿刀的变位系数太小，则齿轮的齿角相对于插齿刀运动的轨迹，从几何原理讲也可能侵入插齿刀的内部，但因插齿刀的硬度高于被加工齿轮，所以齿轮的齿角被插齿刀切去，这种现象称为第一类顶切。Page17金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.6.外啮合直齿插齿刀加工齿轮的校验22200212cosaktgztgzzm11100122cosaktgztgzzm01k3校验齿轮是否发生第一类顶切II不发生顶切的条件：02kPage18金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.6.外啮合直齿插齿刀加工齿轮的校验I4校验齿轮是否发生第二类顶切齿轮1不发生第二类顶切的条件是：II齿轮2不发生第二类顶切的条件：用插齿刀加工齿轮时，如果齿轮齿顶与插齿刀根圆之间的径向间隙小于零而产生的顶切，这种现象称为第二类顶切。01coscos210101**0ofzzxxhh01coscos220202**0ofzzxxhhPage19金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.7.齿轮滚刀工作原理和基本蜗杆1工作原理：按螺旋齿轮啮合原理加工齿轮。Page20金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.7.齿轮滚刀工作原理和基本蜗杆Page21金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.7.齿轮滚刀工作原理和基本蜗杆I滚刀有连续的切削运动，没有空行程；II对于单头滚刀，其齿距误差不影响被加工齿轮的齿距；III同一把滚刀可以加工直齿也可以加工斜齿。2滚齿的优点：3滚齿的缺点：I不能加工内齿和退刀槽小的双联齿轮中的小齿轮；II滚刀沿齿轮轴线进给，会产生波纹，影响表面粗糙度。Page22金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.7.齿轮滚刀工作原理和基本蜗杆I4滚刀的基本蜗杆：齿轮滚刀的螺旋齿成为蜗杆形状。为了使这个蜗杆能起切削作用，需在蜗杆上沿其长度方向开出容屑槽，因而把蜗杆螺纹分割成非常多的较短的刀齿，并产生了前刀面和切削刃。为了使刀齿有后角，还要铲出侧后刀面和顶后刀面。但是，滚刀的切削刃必须保持在这个相当于斜齿圆柱齿轮的蜗杆螺纹表面上，这个蜗杆就称为滚刀的基本蜗杆。Page23金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.7.齿轮滚刀工作原理和基本蜗杆4滚刀的基本蜗杆：II基本蜗杆的螺纹通常为右旋，也可以为左旋。III基本蜗杆的螺纹表面如果是渐开螺旋面，则称为渐开线基本蜗杆，这样的滚刀称为渐开线滚刀，它可以切出理论上完全正确的渐开线齿轮。但是，实际上由于渐开线滚刀制造困难，生产中常常采用近似造形的滚刀，即：阿基米德滚刀和法向直廓滚刀。Page24金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.8.滚刀的前刀面和后刀面I1滚刀的前刀面和前角：直槽：i前刀面是平行于滚刀轴线的平面；ii直槽零前角滚刀，前刀面通过滚刀轴线时，刀齿的顶刃前角；iii直槽正前角滚刀，前刀面不通过滚刀轴线时，刀齿的顶刃前角；0p0pPage25金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.8.滚刀的前刀面和后刀面1滚刀的前刀面和前角：II螺旋槽：i前刀面是螺旋面，这个螺旋面在滚刀的端剖面中的截形是直线；ii螺旋槽零前角滚刀，螺旋面的截形通过滚刀轴线时，刀齿的顶刃前角；iii螺旋槽正前角滚刀，螺旋面的截形不通过滚刀轴线时，刀齿的顶刃前角；0p0pPage26金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.8.滚刀的前刀面和后刀面III1滚刀的前刀面和前角：侧刃在分度圆柱面的左、右侧刃前角绝对值相等，符号相反，对于右旋滚刀，右侧刃的前角为正值，左侧刃为负值，其绝对值为滚刀基本蜗杆的分度圆柱螺旋升角；IV对于的滚刀，为了使两侧刃的前角相同，应当将容屑槽做成螺旋槽，其螺旋方向与基本蜗杆的螺旋方向相反，其侧刃前角都是零。050Page27金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.8.滚刀的前刀面和后刀面I2滚刀的后刀面和后角：滚刀的顶后刀面和侧后刀面都是铲齿的方法加工出来的。顶刃后角一般为；II侧后刀面是以滚刀基本蜗杆的螺纹表面和前刀面的交线绕滚刀轴线做螺旋运动形成的表面；i重磨后的切削刃可以切出同样的齿形；ii滚刀的侧刃在刀齿的侧后刀面上；p12~10Page28金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.8.滚刀的前刀面和后刀面III1滚刀的后刀面和后角：为了使侧刃得到后角，侧后刀面的导程不能等于基本蜗杆螺纹的导程；i对于右旋滚刀，其右侧后刀面的导程应大于基本蜗杆的螺旋导程，左侧后刀面的导程小于基本蜗杆螺旋导程；ii对于左旋滚刀，与右旋滚刀相反；Page29金属切削刀具——齿轮刀具[e-mail]7.8.滚刀的前刀面和后刀面1滚刀的后刀面和后角：IV决定侧后刀面的方法：i选择滚刀基本蜗杆的形式；ii选择前刀面的形式；iii确定基本蜗杆螺纹表面与前刀面的