在設計中綜合考慮被加工齒輪左右齒面與齒寬上切削平衡,齒輪圓角部分影響,三菱神戶工具公司開發了可輸出預想齒形系統,只要輸入前加工刀具和被加工齒輪諸參數就可以輸出預想齒形,選定合理的嚙合壓力角。
剃齒是對未淬火齒輪進行精加工的一種方法。剃齒的原理是:一對互相交叉構成一定軸交角的齒輪嚙合傳動,傳動時齒面間有相對滑動,在這一對齒輪中的一個齒面上制出許多小槽(梳形齒),梳形齒槽構成剃齒刀的側刃與頂刃,這些刀刃在齒面相對滑動中,對另一齒面工件進行切削。由圖1可見剃齒刀設計成斜齒或直齒以便得到必要的軸交角,當剃齒刀與加工齒輪二者螺旋角方向相同時軸交角為二者之和,相反時為二者之差。
圖1 在節圓上的中嚙合與切割
嚙合點的相對滑動速度也與二者螺旋角大小與方向有關。相同時為二者之和,相反時為二者之差。剃齒刀刃的運動軌跡見圖2。剃齒加工有以下優點:加工時間短,生產率高;可使被加工齒輪精度顯著提高;每加工一個齒輪,消耗刀具費用低;可進行齒形修整;可簡單使被加工齒輪在齒向上形成中鼓;不需要熟練工操作。
圖2 齒輪齒面上剃齒刀刃的運動軌跡
剃齒方式
剃齒方式以剃齒刀與被加工齒輪的相對進給方向而定名,表1中有4種剃齒方式。剃齒方式的選定,要視被加工齒輪形狀、尺寸和產量而定。
表1 剃齒方式
徑向剃齒法是只沿切深(徑向)方向進給的剃齒法(見圖3),最適合大量高效生產。圖4所示為各種剃齒法切刃的徑向進刀與橫向進刀的狀態。徑向剃齒時,各梳形齒切刃均勻地作用于齒面,切削量均一。徑向剃齒由于刀具梳形齒予以特殊配列,被加工齒輪齒面粗糙度比原有方法可下降50%。
圖3 徑向剃齒法的背吃刀量(切深)
切削條件選擇
1.剃齒刀的轉速
剃齒刀轉速Nc=1 000×Vc/(π×dc);其中,Vc為剃齒刀切削速度;dc為剃齒刀齒頂圓直徑。
徑向剃齒因為只有一次反轉,故可采用比其他剃齒方式高20%的切削速度。當刀具與被加工齒輪齒數比大時,由于會使被加工齒輪轉速過大,此時可適當降低轉速。
圖4 不同剃齒法形成進刀狀態
2.橫向進給速度
軸向剃齒法時:被加工齒輪轉一圈進給0.15~0.3mm;對角剃齒法:約為以上的70%; 切向剃齒法:約為以上的50%。
3.進刀量
軸向剃齒、對角剃齒和切向剃齒時,剃齒刀向被加工齒輪中心方向切入是階段式地進行。據剃削余量大小,每次進刀量在0.02~0.06mm范圍內選定。
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