硬齒面滾齒工藝及滾刀的設計與使用
發(fā)布日期:2012-08-29 蘭生客服中心 瀏覽:2919
1 硬齒面滾齒工藝
- 磨齒齒輪(3~6級):滾齒→淬火→硬齒面半精滾→磨齒;
- 珩齒齒輪(6~7級):滾齒→淬火→硬齒面半精滾→珩齒;
- 普通精度齒輪(7~9級):滾齒→淬火→硬齒面精滾
2 硬質合金滾刀設計
- 滾刀材料
- 硬齒面滾齒加工的特點是:工件硬度高、切削過程斷續(xù)和切削層很薄,在切削過程中,刀具承受著較大的沖擊載荷、較高的切削溫度和強烈的摩擦,因此,對刀具切削部分材料的沖擊韌性、耐磨性和耐熱性的要求就很高。日本的硬質合金滾刀專家相蒲教授等通過試驗,推薦采用P20類硬質合金,相當于我國國產牌號YT14,該材料具有較高的耐磨性,再添加碳化鋰等高溫碳化物來提高刀片的沖擊韌性和耐磨性,以獲得良好的切削性能。
- 滾刀的結構形式
- 目前,世界各國所設計的硬質合金滾刀,其結構主要有3種:整體式、機夾式、焊接式。
- 整體式硬質合金滾刀
- 其優(yōu)點是剛性強,機械加工省時,可做到較高精度。但受整體壓形工藝限制,目前只能做到外徑?85mm的滾刀,且損耗昂貴的硬質合金較多,成本高,只宜做模數m=3mm以下的滾刀。
- 其優(yōu)點是剛性強,機械加工省時,可做到較高精度。但受整體壓形工藝限制,目前只能做到外徑?85mm的滾刀,且損耗昂貴的硬質合金較多,成本高,只宜做模數m=3mm以下的滾刀。
- 機夾式硬質合金滾刀
- 機夾式結構比較復雜,夾緊可靠性也較差,特別是在加工大模數淬硬齒輪時,齒面的擠壓力較大,且交變作用顯著,因此對刀片的夾緊要求較高。我國韶關工具廠生產的硬質合金滾刀就是此類結構。這種結構可用于前角g=0°~-30°的各類中模數(m1~6)硬質合金滾刀,切削效果很好。
- 機夾式結構比較復雜,夾緊可靠性也較差,特別是在加工大模數淬硬齒輪時,齒面的擠壓力較大,且交變作用顯著,因此對刀片的夾緊要求較高。我國韶關工具廠生產的硬質合金滾刀就是此類結構。這種結構可用于前角g=0°~-30°的各類中模數(m1~6)硬質合金滾刀,切削效果很好。
- 焊接式硬質合金滾刀
- 其優(yōu)點是結構簡單,聯接強度高,而且硬質合金刀片燒結容易,材料節(jié)省,應用較廣泛。但由于焊接應力引起的裂紋一直是產品質量不穩(wěn)定的因素,因此需要較高的焊接技術,近年來日本對此問題解決較好,并已在生產中應用。我國重慶、漢江等工具廠采用這種結構。
- 目前,世界各國所設計的硬質合金滾刀,其結構主要有3種:整體式、機夾式、焊接式。
- 滾刀前角
- 由于硬質合金的沖擊韌性較差,因此,在硬齒面滾齒時,極易產生崩刃,崩刃是硬質合金滾刀要解決的主要問題。為此,設計滾刀時,采用大負前角的特殊形式。
- 確定前角時要考慮兩點:
- 刀具刃磨后齒形精度的保持性;
- 提高刀齒抗崩刃的能力,降低刀刃磨損。
表1 前角推薦值
齒輪齒面硬度
滾刀前角
HRC≤52
0°
HRC>52~60
-10°
HRC>60~62
-20°~-30°
- 負前角的大小將直接影響刀具刃磨后齒形精度的保持性以及抗崩刃的能力。負前角越大,精度保持性越差,但負前角過小,則刀具的抗崩刃能力越小。
- 從理論上分析,隨著硬質合金滾刀負前角的增大,滾刀側刀刃傾角增大,使?jié)L刀刀齒平穩(wěn)地切入金屬層,從而減小了沖擊,保護硬質合金刀齒不致崩刃,耐用度明顯提高。國內外的試驗和使用情況也得到同樣的結論。但是,負前角值越大,要保證滾刀的齒形精度就越困難。根據被加工齒輪的齒面硬度,前角推薦值,如表1示。
- 由于硬質合金的沖擊韌性較差,因此,在硬齒面滾齒時,極易產生崩刃,崩刃是硬質合金滾刀要解決的主要問題。為此,設計滾刀時,采用大負前角的特殊形式。
3 滾刀前面偏位值的修正
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為使直槽阿基米德滾刀切削刃位于基本蝸桿螺旋面上,滾刀軸向平面的齒形角axo應符合:
(1) |
式中 an——被加工齒輪的法向壓力角
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(2) |
式中 g——新滾刀頂刃前角,有正負號,圖2中g為正
(3) |
式中 s——滾刀軸向齒距
(4) |
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