齿轮滚刀的设计与加工工艺【毕业作品】
时间: 2024-02-22 18:45:33 | 作者: 数控刀片
3.1 齿轮滚刀的技术条件……………………………………………………………16
3.2滚刀的制造与刀磨公差…………………………………………………………17
4齿轮滚刀的工艺……………………………………………………………………19
4.1 零件分析……………………………………………………………………………19
致谢………………………………………………………………………………………25
齿轮刀具无论从设计计算还是从加工制造上来看都是所有刀具中最为复杂的一种。齿轮刀具种类非常之多，各有特点。目前，对于齿轮刀具的设计与制造，许多问题尚待深入研究解决。而要想真正掌握各种齿轮刀具的设计与制造，还必须对各种齿轮的啮合原理加以深入的研究。齿轮刀具的外形复杂，为减少齿形误差，有些刀具目前采用零度前角和较小的后角。为了更好的提高切削加工效率，提高齿轮质量和刀具寿命，创新的切齿方法及新的齿轮刀具，研究齿轮刀具的设计理论和设计方法，改进刀具的几何角度，制定刀具的合理公差等，是有现实意义的。
随着数控滚齿技术和刀具涂层技术的加快速度进行发展，齿轮滚刀的结构设计也在一直在变化，大多数表现在以下方面：1由于滚齿速度的逐步的提升，正前角滚刀的切削性能优势已不明显，加上正前角滚刀的齿形较复杂，制造精度不易保证，因此正前角滚刀结构正逐渐被淘汰，而代之以零前角滚刀结构。目前除日本NACHI公司还少量生产正前角滚刀外，国外其它齿轮生产厂几乎已不生产正前角滚刀。2滚刀头数的确定主要考虑滚齿加工效率的要求，滚刀的外径、长度、槽数等参数则需根据刀具寿命来确定。设计滚刀时，通常首先确定每个刀齿的切削长度，再按重磨一次需加工的工件数确定滚刀的有效切削齿数，最后确定滚刀的外径、长度、槽数等。3近年来，由于滚齿机快进、快退速度的提高，小径滚刀进退刀耗时少的优势已不明显，因此滚刀直径的确定主要根据齿轮结构和槽数的要求。4为提高加工效率，对于同一齿轮轴上需滚齿加工的不同齿轮，要求可在同一台机床上一次安装依次加工完成，这就要求一把滚刀上有多段不一样的规格的滚刀齿形，即将多把滚刀集成为一体。
摘要：齿轮滚刀相当于一个齿数很少，螺旋角很大的斜齿轮其外貌呈蜗杆状。按照加工性质分为：精切滚刀，粗切滚刀，剃前滚刀，刮前滚刀，挤前滚刀，磨前滚刀，留磨滚刀，倒角修圆滚刀，渐开线滚刀，凹凸圆弧滚刀，同步带轮滚刀，花键滚刀，摆线滚刀，和双圆弧滚刀等；按结构分为：整体滚刀，焊接式滚刀，装配式滚刀，和端面键槽试滚刀等；齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮。齿轮滚刀是一个螺旋角β0很大而螺纹头数很少（1～3个齿），齿很长，并能绕滚刀分度圆柱很多圈的螺旋齿轮，这样就象螺旋升角γz很小的蜗杆了。为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角；经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角。齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆有以下三种: 1．渐开线．法向直廓蜗杆。
[2]四川省机械工业局编《复杂刀具设计手册》上下册，机械工业出版社，1979年
2.1.2 滚刀的长度………………………………………………………………………3
2.1.3 滚刀的容屑槽…………………………………………………………………4
2.1.4 滚刀的前角………………………………………………………………………4
2.1.5 滚刀的分度圆直径与螺纹升角…………………………………………………5
很明显，齿轮滚刀要切出正确的渐开线齿形，作为滚刀的基本蜗杆，应该是渐开线蜗杆。其端面的齿形为渐开线，滚刀切削刃都位在渐开线基本蜗杆的螺纹表面上。这种类型的滚刀称为渐开线滚刀。但是由于渐开线滚刀在制造上存在很多问题，目前工业上很少采用。
工业上采用易于制造和检验，而端面的齿形又最近似于渐开线的蜗杆，作为滚刀的基本蜗杆。现在普遍采用两种，即阿基米德蜗杆和法向直廓蜗杆。阿基米德蜗杆其轴向截面为直线齿形，而端面的齿形为阿基米德螺旋线。用这种近似的蜗杆作为基本蜗杆的滚刀，称为阿基米德滚刀。法向直廓蜗杆的截面为直线齿形，而端面的齿形为延长渐开线。用这种近似蜗杆作为基本蜗杆的滚刀，直廓滚刀。
4.2 齿轮滚刀的具体工艺设计见工艺流程卡和机械设计加工工艺卡片…………19
4.3 刀具材料W18Gr4V高速钢的应用…………………………………………………19
总结………………………………………………………………………………………23
参考文献…………………………………………………………………………………24
齿轮滚刀的外径是一个很重要的的结构尺寸，其大小直接影响其他结构参数的合理性。齿轮滚刀根据加工齿轮齿形的精度等级的不同，可以再一次进行选择不同的外径。精度等级高的的齿轮，滚刀的外径应选择的大一些；精度低的齿轮，滚刀的外径可以再一次进行选择的小一些。滚刀外径越大，则滚刀分圆螺旋升角越小，因而可使滚刀的近似造形误差越小，提高齿形的设计精度。
齿轮滚刀的工作原理，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数的变态斜齿轮圆柱齿轮，其实质就是一个蜗杆。滚刀切削刃刃位在该蜗杆的螺纹表面上，这种切削刃所在的蜗杆，称为滚刀的基本蜗杆。
2.1.6 阿基米德滚刀的齿形角………………………………………………………6
2.1.7 法向直廓滚刀的齿形角…………………………………………………………7
2.1.8 齿轮滚刀的齿厚和齿高…………………………………………………………7
2.1.9 齿轮滚刀的滚刀设计步骤和计算过程…………………………………………9
齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具。他可以加工直齿轮，也可以加工斜齿轮；可以加工非变位齿轮，也可以加工变为齿轮。
齿轮滚刀的结构及形式可大致分为整体滚刀和镶齿滚刀。按精度等级分为四级：AA级、A级B、C级，在一定工艺条件下分别用于7、8、9、10级精度的齿轮。
图1.1是用齿轮滚刀加工齿轮的工作原理图。齿轮滚刀加工齿轮过程的过程，犹如一对相错轴渐开线圆柱齿轮的啮合过程。为了能正确切出渐开线齿轮，滚刀刀齿的左右两侧刃口完全理论切削刃口之形状。或者说不管滚刀容屑槽形状如何，其刀齿左右两侧刃口应准确地分布在渐开线基本螺杆的螺旋面上。无论是新制滚刀还是重磨后的旧滚刀，其刀齿刃口均应符合这一原则。
1前 言…………………………………………………………………………………1
2齿轮滚刀的结构和齿形设计…………………………………………………………3
2.1滚刀的结构参数……………………………………………………………………3
2.1.1 滚刀的外径………………………………………………………………………3
