在切削加工中，刀具的有效壽命受到主切削刃磨損的限制。影響刀具磨損的因素較多，包括工件材料和刀具材料的機(jī)械物理性能、刀具的結(jié)構(gòu)與幾何形狀參數(shù)、切削條件與用量等。對(duì)于插齒加工，插齒刀的前角對(duì)刀具的耐用度和齒形誤差具有直接影響。
1 插齒刀的幾何角度
標(biāo)準(zhǔn)插齒刀的頂刃前角g=5°。插齒刀前刀面為內(nèi)凹圓錐面，因此形成了側(cè)刃前角。插齒刀的側(cè)刃前角應(yīng)在與切削刃在基面上的投影相垂直的截面(即圖1 所示與基圓柱相切的N-N 截面)上測(cè)量。側(cè)刃上任意點(diǎn)A的前角gyc計(jì)算公式為 tangyc=tangsinay式中：ay——切削刃上任意點(diǎn)A 處的漸開線壓力角，cosay=rb0/ry 由此可知，在側(cè)刃上各點(diǎn)處的前角值gyc不等，在接近頂圓處側(cè)刃前角較大，接近根圓處側(cè)刃前角較小。由于插齒刀前刀面為圓錐面，故側(cè)刃形成了一定的刃傾角。切削刃上各點(diǎn)的刃傾角不同，在任意點(diǎn)A 處的刃傾角ly為 tanly=tangcosay對(duì)于兩側(cè)切削刃，在頂圓處側(cè)刃前角最大而刃傾角最小，在根圓處側(cè)刃前角最小而刃傾角最大。刃傾角可起到增大工作前角的作用。 對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)插齒刀(如m=2.5mm，a=20°，z0=30，g=5°的插齒刀)，頂圓處的側(cè)刃前角gac=2°36'，根圓處的側(cè)刃前角gfc=0°13'。由于側(cè)刃前角均很小，對(duì)切削性能有一定影響。
2 增大插齒刀前角對(duì)刀具耐用度的影響
在加工鋼制齒輪時(shí)，適當(dāng)增大插齒刀前角不僅有利于提高加工齒面光潔度，還可提高插齒刀的耐用度。如將插齒刀前角由5°增大到15°，在m=2.5mm，a=20°，z0=30，z1=42，ae=9°的加工條件下，刀具耐用度可由134.8分鐘提高到252分鐘(提高88%)，為標(biāo)準(zhǔn)插齒刀(ae=6°，g=5°)耐用度(62.3分鐘)的4倍(提高404.7%)。將前角增大到15°后，可使側(cè)刃前角顯著增大(頂圓處側(cè)刃前角gac=10°39'，根圓處側(cè)刃前角gfe=7°06')，從而顯著提高加工齒面光潔度。
3 增大插齒刀前角對(duì)齒形誤差的影響
增大插齒刀前角后，將增大插齒刀的齒形誤差，因此應(yīng)根據(jù)被加工齒輪的精度要求來分析增大插齒刀前角的可行性。如對(duì)于m=2.5mm，a=20°，z0=30 的插齒刀，當(dāng)齒頂后角ae=6°時(shí)，采用不同前角時(shí)的齒形誤差見表(表中數(shù)值為插齒刀齒形角經(jīng)修正后的齒形誤差)。可知，當(dāng)插齒刀前角增大到15°時(shí)，齒形誤差已相當(dāng)大，不容忽視。對(duì)于大模數(shù)、少齒數(shù)的插齒刀，產(chǎn)生的齒形誤差將更大。因此，大前角插齒刀主要適用于加工低精度齒輪或進(jìn)行粗加工。
表 插齒刀前角對(duì)齒形誤差的影響
| 插齒刀前角g |
頂圓處齒形誤差?fa
µm |
