欧洲齿轮刀具材料与结构Word格式.docx
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剃齿刀的结构设计与国内不同较大。
关于模数小于4mm的剃齿刀,容屑槽底梳采纳直线形;
模数大于4mm的剃齿刀的容屑槽底梳那么采纳渐开线形。
剃齿刀的退刀槽均采纳铣制(或磨制)加工,刀具内孔配合面较短(一样约为齿面宽的1/3),径向剃齿刀的边牙全数铣去。
目前德国开发出一种不同于传统剃齿工艺的强力剃齿工艺。
该机床在剃齿进程中,剃齿刀与被剃齿轮都可驱动,剃第一面齿时剃齿刀为主动轮,被剃齿轮为从动轮;
剃第二面齿时那么相反。
不管剃哪一面齿,剃齿刀与被剃齿轮的转动方向始终不变,且装卸齿轮时剃齿刀不断止转动。
该机床采纳自动对刀,齿轮转速可达4000r/min,切削速度高,加工效率高。
由于可对齿形实行强力修整,因此剃齿加工精度高。
强力剃齿工艺对剃齿刀的性能、寿命和靠得住性提出了更高要求。
(3)拉削刀具
欧洲刀具制造厂生产的拉刀材料大多采纳M2或M35,部份拉刀采纳TiN涂层,具体依照加工要求和利用条件选用。
拉刀的切削齿均无刃带。
圆拉刀、花键拉刀等的容屑槽很多采纳双头螺旋槽结构.
2齿轮刀具制造工艺
欧洲目前使用的刀具制造设备基本上已实现数控化。
刀具的设计、制造已普遍采用CAD/CAM/CAPP技术,操作者只需输入刀具图号,数控加工机床即可自动从中央计算机中提取机床调整和加工工艺数据,并实现自动加工。
刀具磨削均采纳带数控砂轮修整器的数控工具磨床,并配备了完善的加工软件,可依照刀具廓形自动计算及修整砂轮形状。
齿轮滚刀的车齿、铲齿工序均在数控车床和数控铲齿机上进行;
铲磨齿形用数控滚刀铲磨机床采纳数控砂轮修整器修整砂轮,关于模数小于6mm的滚刀,其齿形的双侧面、齿顶面、齿底面和齿顶圆弧、齿底圆弧都可通过一次修整砂轮一次加工完成。
插齿刀齿形磨削采纳锥面砂轮磨削原理(不同于我国Y7125磨床的磨削方式),可保证插齿刀修缘、沉割参数的加工精度,准确加工出齿顶圆角,同时可保证插齿刀重磨后的加工精度。
剃齿刀的容屑槽采纳数控梳槽机加工,该机床刚性好、冲程快,可保证剃齿刀容屑槽双侧面的加工质量,从而延长剃齿刀的利用寿命;
剃齿刀齿形采纳数控剃齿刀磨床加工,可磨削各类类型的修形剃齿刀。
成形拉刀和花键拉刀的廓形面别离在数控平面磨床和数控花键磨床上加工,采纳数控砂轮修整器修形,铲背磨削。
刀具热处置方面,齿轮滚刀和插齿刀均采纳真空炉淬火、回火;
剃齿刀、拉刀等采纳盐浴淬火。
刀具标志大多采纳数控激光打标机刻字,精致美观。
刀具包装质量很高。
3刀具涂层材料
欧洲,刀具涂层材料和涂层技术发展很快,水平较高,应用也较为普及。
目前在刀具制造中应用较广的涂层材料主要有TiN、TiCN、WC/C、TiAlN、TiAlN+WC/C等,其主要特性见表1。
表中,TiAlN
(1)为单层涂层,TiAlN
(2)为复合涂层。
在欧洲,刀具复合涂层(如TiAlN复合涂层)的应用范围很广
涂覆时,涂层炉中有多个Ti靶和TiAl靶,两种靶交替工作,在刀具表面交替涂覆TiN涂层和TiAlN涂层,以获得所需的多层复合涂层。
表1涂层材料特性
涂层材料:
TiN-TiCN-WC/C-TiAlN
(1)-TiAlN
(2)-TiAlN+WC/C
与钢的摩擦系数(干式):
-----
涂层厚度(μm):
1~4-1~4-1~4-1~3-2~5-2~6
最高工作温度(℃):
600-400-300-800-800-800
涂层颜色:
金黄-青灰-深灰-紫灰-紫灰-深灰
通过调研考察,感到目前国内刀具技术的整体发展水平与欧洲国家仍有较大差距。
但近年来国内工具厂通过不断进行技术改造,刀具设计制造水平已有长足进步,某些技术领域和产品品种已接近或达到国外先进水平,如汽车变速箱齿轮滚刀、发动机连杆拉刀、压缩机专用拉刀、复合齿形渐开线花键拉刀、剃齿刀等刀具品种已达到较高质量水平,具有了一定的市场竞争能力。
中国加入WTO后,国内工具行业机遇与挑战并存,为了抓住机遇,迎接挑战,国内工具制造厂必须进一步加大技术改造力度,尽快提高自身发展水平,缩小与发达国家的差距
周密齿轮滚刀安装角的转变与调整
2020-8-27来源:
机电商情网
滚切斜齿轮(包括螺旋齿轮)时,合理选择滚刀的螺线方向,对滚切齿轮精度有必然的阻碍。
切齿时希望滚刀的安装角小些(滚刀螺线与被切齿轮螺线同向,其安装角就小),因为如此,滚刀沿被切齿轮切线方向分力与机床工作台转向相反,也确实是滚齿机分度蜗杆对蜗轮的轴向力方向相反,如此可排除蜗轮副的间隙,不易引发振动,从而提高切齿精度,降低表面粗糙度,同时可使滚刀参加切削的刀齿较多,切削条件较好,被切齿轮质量较高:
如滚刀的安装角大,参加切削的齿数减少,切削负荷集中,刀齿容易磨损,容易产生振动,被切齿轮质量就差。
因此加工右旋齿轮时,应采纳右旋滚刀:
加工左旋齿轮时应采纳左旋滚刀,如此可减小滚刀的安装角。
至于加工直齿轮,采纳左或右旋滚刀都能够,它们的安装角老是等于它的螺线升角,只是滚切齿轮时轮坯的转向不同罢了。
用标准滚刀滚切标准齿轮时,相当于齿条与齿轮啮合,这时滚刀刀齿中线与齿轮的分圆相切,由于齿轮齿厚有误差,因此必然会使滚刀产生少量的径向位移,使滚刀刀齿中线与齿轮分圆分离,使滚刀的安装角产生转变:
用标准滚刀滚切变位齿轮时,滚刀必需按图纸规定的位移系数与齿轮模数的乘积来调整(事实上是用测量齿轮齿厚来操纵位移量),也会引发滚刀安装角的转变:
滚刀用钝后重磨前刀面,不仅外径会减小,而且节圆直径也会随之减小,滚刀的升角和安装角也都会发生转变。
本文详述了滚刀分圆的选择、滚刀与被切齿轮中心距不同时滚刀安装角的转变、采纳不同升角滚刀时滚刀安装角的补偿调整和精准调整安装角的方式。
1滚刀分圆直径的选择在生产实践中,只按新滚刀刻印的螺线升角来调整滚刀的安装角,不按滚刀重磨后的各次螺线升角来调整滚刀的安装角。
事实上如此做很烦,会给生产带来极大的不便。
故滚刀设计时选择分圆直径应考虑新滚刀刃磨后,引发的螺线升角的转变。
从头滚刀刃磨到最后不能利历时为止,滚刀节圆引发升角与分圆升角之差为小值,如此可减小齿形误差及齿厚转变。
利用计算斜齿轮分圆的公式,可计算滚刀分圆直径:
da=ms·
z=mn·
z/cosba=mn·
z/cos(p/2-la)=mn·
z/sina
(1)
式中:
da——齿轮或滚刀分圆直径ms——齿轮端面模数mn——齿轮或滚刀的法向模数z——齿轮齿数或滚刀头数ba——齿轮分圆螺旋角或滚刀分圆螺旋角la——齿轮螺线升角或滚刀螺线升角
图1
式
(1)中如z=1即为单头滚刀,图1所示为新滚刀端面投影图,它刃磨到OC面后,即告报废。
如分圆直径取在OB剖面时,单头滚刀分圆直径与齿高及铲背量有关,其升角为
sinla=mn/da
(2)
而新滚刀节圆上的升角为
sinl1=mn/d1
(3)
刃磨至不能用的旧滚刀节圆上的升角为
sinl2=mn/d2
(4)
∵d1>
da>
d2∴sinl2>
sinla>
sinl1即l2>
la>
l1,如分圆取在OA剖面内时,分圆直径仅与齿高有关,其新滚刀分圆的螺线升角为
sinl1a=mn/d1a
(5)
刃磨至不能历时旧滚刀节圆螺线升角为
sinl2a=mn/d2a
(6)
∵l1a=l1:
l2a>
la∴l2a-l1a>
la-l1∵l2a=l2:
l1a>
l2-la因此只要考虑顶高所确信分圆直径的滚刀与既考虑顶高又考虑铲背量所确信分圆直径的滚刀比较,由于前者节圆螺线升角与分圆直径升角之差大于后者,故设计滚刀选择分圆直径时应按后者,以保证新旧滚刀安装角度转变减小,提高齿轮齿形精度,从而减小齿厚转变。
2滚刀与被切齿轮中心距不同时滚刀安装角的转变用标准滚刀滚切标准齿轮时,相当于齿条与齿轮啮合,这时刀齿的中线与齿轮分圆相切,刀齿中线确实是节线,齿轮分圆确实是在滚刀节线上作纯转动的节圆,滚切完成后,从理论上来讲:
齿轮节圆(分圆)上的齿厚等于滚刀齿形的齿槽宽:
齿轮法面周节(斜齿轮或螺旋齿轮)等于滚刀的法面周节。
事实上滚刀的齿厚及轮齿的齿厚都有误差,故而滚刀齿形中线与齿轮分圆不相切而分离。
分离量的大小,由齿轮齿厚误差所引发的径向位移量而定,用标准滚刀切制齿轮时,当被切齿轮与滚刀中心距加大时,滚刀节圆加大,当被切齿轮与滚刀中心距减小时,滚刀
高精度齿轮滚刀渐开线中凹齿形型线设计与应用
2020-8-22来源:
1问题的提出
某主汽轮齿轮机组主传动透平齿轮改型设计要求齿轮制造加工单项精度提高到GB10095-88中5精度,同时必需保证齿高方向45%位于齿高中部接触、齿长方向80%偏重于啮出端接触的接触精度要求。
齿轮接触精度尤其是齿高方向接触精度要紧取决于齿轮齿形精度,而滚齿加工齿轮齿形精度又要紧靠滚刀齿形精度保证。
基于诸多因素,为实现上述精度要求,针对老机组齿轮滚齿的峰谷状齿形,齿轮啮合时齿顶、齿根线性接触的接触区域不正确和接触面积比例严峻不足问题及改型机组设计主传动齿轮仍采纳齿顶修形并期望滚齿齿形是微量中凸滑腻的修缘渐开线的齿形型线设计要求,依据产品齿轮设计齿形精度、齿顶修形量、JB3227-83中AAA级滚刀齿形精度3项允差,改良设计滚刀齿形型线,由原半立方抛物线修缘渐开线直线型齿形改成齿顶、齿根修缘,齿高中部略凹的修缘渐开线中凹齿形型线(如图1所示)。
图1M齿轮中凹型线示意图
2问题的解决设计思想是:
中凹齿形齿高中间部位1个模数范围内齿形精度等同于JB3227-83中AAA精度要求,齿顶、齿根修缘量中值等同于齿轮齿形修缘量。
为了保证齿高中间部份齿形符合渐开线齿形要求,操纵全齿高中间二分之一的齿形中凹量尽可能小些,使所滚切齿轮齿高方向上中间接触尽可能宽一些。
设计齿轮修缘要求:
M7大齿轮为,大齿轮为,齿根修形均为零。
5级齿轮齿形精度:
M7大齿轮为Dff=,大齿轮为Dff=,小齿轮为Dff=。
JB3227-83中AAA级滚刀齿形精度:
M7:
dff=;
:
dff=。
为了保证滚切齿轮齿形滑腻无突变且齿形呈微量中凸。
刀具型线设计提出了3条技术要求:
滚刀齿形中凹量在A、B曲线范围内均属合格,但“0”点应是最凹处,齿根凹量应大于齿顶凹量,完整齿形应是几段曲线连接滑腻无尖点的中凹曲线。
“0”点为加工检测滚刀齿形基准点,允差为±
。
为排除中凹曲线与滚刀齿顶、齿根圆弧交点捌点尖点,许诺修形曲线作切线延伸,与圆弧曲线相切。
3中凹型线的应用选用了老机组、材料为M35高钴高速钢滚刀,按中凹齿形型线的设计原那么进行了改制,改制后滚刀精度和齿形型线都达到了设计要求。
用左、右旋两把刀别离在RFW10S周密滚齿机上滚切了一对材料为34CrNiMo的模拟大、小齿轮。
齿形明显呈中凸形状,中凸量为~,齿顶修缘量为,达到了产品齿轮齿形设计精度要求,一对齿轮对滚跑合达到了齿高中部约30%~35%接触。
解决了老机组齿顶、齿顶线性接触问题。
尽管未达到45%设计接触要求,但在保证齿轮单项精度不变的前提下采纳微量对研工艺手腕完全能够辅助增加到齿高接触要求。
4结论新设计的修缘渐开线中凹齿形型线在实验用滚刀和产品专用滚刀制造中的成功应用,证明了其完全能知足滚刀制造工艺性要求。
滚刀制造精度完全能够知足产品制造精度要求。
这种新型滚刀滚切的齿形与直线型滚刀加工的齿形有明显不同,实现了齿高中部微量中凸的理想假想,完全排除峰谷状齿形。
滚切实验和正式产品齿轮啮合接触区较老机组齿轮有明显的改善。
排除齿顶、齿根线性接触接触区不正确和接触面积比例严峻不足问题,实现了设计期望的齿高中部接触的设计接触精度要求。
完全解决了老机组近齿顶、齿根处齿面拉毛损伤这一久攻不克的技术关键问题。
剃前齿轮滚刀修缘尺寸计算的优化
2020-3-23来源:
如图1所示,滚刀剃后齿顶修缘量为δ,修缘高度为ft。
在一样情形下,只要能知足加工条件,应使剃后齿轮的修缘角αd和修缘高度ft尽可能大(但当模数mn≤3时,ft最好不大于。
可见,修缘尺寸的确信是一个双参数优化问题。
笔者在编制计算修缘尺寸的运算机程序时,采取了以下优化步骤:
图1 齿轮齿顶修缘
(1)初始赋值时,关于剃后齿顶修缘量δ和修缘高度ft,如图纸上有明确要求,那么按要求值输入;
如图纸上未作要求,那么可依照模数mn和齿数z合理赋以较大的初始值,如mn=2,z=30时,可令δ=0.3,ft=0.45。
关于修缘角αd,可先令αd=30°
(2)如图2所示,由ft和αd求出滚刀上修缘起始点至齿顶的高度hd,并判定hd≥是不是成立,如不成立,那么按步长递减ft后从头运算。
如此循环运行,直至ft不小于时为止。
图2 滚刀修缘起始点
(3)ft确信后,按步长1″递增αd,直至计算出的齿轮递后齿顶修缘量δ知足要求为止,现在的αd即为最大修缘角,如图3所示。
(4)依照hd和αd求出滚刀齿根槽间宽Wi(见图3)。
图3 求最大修缘角
(5)判定求得的齿根槽间宽Wi可否知足Wi≥W(W为能修出齿根圆弧R2的最小槽宽),如Wi过小,可按以下方式解决:
①假设ft>,那么可继续按步长递减ft,而αd维持不变,即同时减小ft和δ以增大Wi,如图4所示。
②假设ft≤,那么只减小αd以增大Wi,如图5所示。
但应注意,现在W因αd的改变也在同时改变。
显然,αd减小时,δ也相应减小,因此,当αd递减至30°
而Wi仍不能知足Wi≥W的要求时,为幸免δ过小,那么应将R2适当减小。
图4 修缘角αd不变
图5 减小修缘角αd
(6)最后确信αd,并计算出δ。
在上述优化进程中,均限定了循环下限,事实上,只要齿轮的参数、尺寸设计合理,一样可不能显现达到循环下限仍无法知足优化条件的情形,若是显现这种情形,那么说明该齿轮无需进行修缘。
齿轮刀具、镶片齿轮滚刀
2020-1-17来源:
模数
带轴向键槽型
带端面键槽型
第1系列
第2系列
de
L
D
L1
Z
-
9
185
195
50
160
10
215
190
200
165
220
11
175
235
12
180
240
14
260
16
250
60
205
275
18
255
230
300
20
265
285
310
22
320
80
270
350
25
340
290
370
轴向键槽尺寸
a
C1
r
基本尺寸
极限偏差
(++
(+
0)
(0
100
(++
端面键槽尺寸
a1
b1
r1max
e
z
(+0)
(+
0)
28
360
390
30
380
330
410
32
405
355
435
36
400
455
40
420
475
渐开线非标齿轮滚刀的正确选用
2020-12-15来源:
一非标滚刀的选用步骤确信滚刀类型与精度确信滚刀全齿高h确信滚刀法向齿厚Sn、轴向齿厚Sx和齿顶高ha确信滚刀修形与齿顶圆弧查《图册》选用滚刀。
验算滚刀轴向齿厚Sx滚刀类型与精度的选择应依照加工设备及工艺而定。
滚刀模数(或径节、周节)和压力角应与被切齿轮相等,螺旋方向最好与被切齿轮相同,加工直齿齿轮时应优先选用右旋滚刀。
关于非全切式滚刀,滚刀全齿高h的计算公式为
h≥h1+c*mn+Dh
关于全切式滚刀,那么有
h=h1
h1——被加工齿轮全齿高c*——被加工齿轮顶隙系数mn——被加工齿轮法向模数Dh——剃齿或磨齿时因工艺需要而设置的滚刀齿顶加长量,可参考表1选取
表1滚刀齿顶加长量Dh的选用滚刀类型剃前齿轮滚刀磨前齿轮滚刀其它齿轮滚刀
Dh
齿轮滚刀的轴向齿形如下图。
其中,Ⅰ型为正常齿形,Ⅱ型为修形齿形。
剃前齿轮滚刀的轴向齿形一样有五种类型(图略)。
剃前和磨前滚刀的齿形通常都有必然修形量。
图
滚
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