用于微線段齒輪加工的磨前滾刀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種微線段齒輪加工用磨前滾刀。所述磨前滾刀的切削刃法向齒廓是由主切削刃段、齒頂圓弧段、特征曲線連接段組成，其中主切削刃段是用于加工微線段齒輪對正常嚙合接觸齒廓曲線段，由微段曲線或微段直線光滑連接而成，長度不大于1微米；特征曲線連接段是磨前滾刀刀齒齒頂圓弧段與微線段齒廓段的連接曲線段，其走向、長度與待加工微線段齒輪的模數(shù)、初始壓力角、壓力角增量、磨削余量、磨削余量的分布形式等有關(guān)。本實(shí)用新型針對根切圓弧段和特征過度曲線段的走向和長度的理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)提出，盡可能地使高精度微線段齒輪達(dá)到特定的使用要求和批量化生產(chǎn)條件。
【專利說明】用于微線段齒輪加工的磨前滾刀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械加工刀具【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種微線段齒輪磨前滾齒刀具，尤其是針對采用成型砂輪磨齒精加工方式的硬齒面微線段齒輪的一種磨前滾齒加工刀具。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪傳動(dòng)作為機(jī)械傳動(dòng)中的一種重要的傳動(dòng)方式，在實(shí)際工程中應(yīng)用極其廣泛。微線段齒輪(專利號ZL2004100656163.3)具有比漸開線齒輪更好的齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度，但是由于齒形齒廓不同于普通漸開線齒廓，故不能用現(xiàn)有加工漸開線齒輪的方法進(jìn)行加工。此外，CN200820034342.5實(shí)用新型專利中提出的微線段齒輪的滾刀只能加工一般精度的微線段齒輪，無法用于傳動(dòng)精度要求高、高速、重載情況下的高精度微線段齒輪加工。在加工齒數(shù)小于17的非變位齒輪時(shí)，如果齒輪輪齒根部不產(chǎn)生根切，針對需要后期精加工磨齒的微線段齒輪，磨齒時(shí)輪齒根部會出現(xiàn)磨削臺階，產(chǎn)生應(yīng)力集中，且由于沒有出現(xiàn)根切故不能產(chǎn)生讓刀槽的效果，很容易破壞齒輪齒根，不利于輪齒的抗彎曲疲勞強(qiáng)度，并導(dǎo)致砂輪邊緣過熱、磨損，這種磨削臺階不僅降低了齒輪的傳動(dòng)效率，增大了齒輪嚙合時(shí)的噪聲，還縮短了砂輪的使用壽命；如果齒根根切過深，則齒輪齒根部厚度會減小，則不利于齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度，并縮短了齒輪有效嚙合段的長度，從而降低了齒輪傳動(dòng)的重合度，降低了嚙合效率。專利CN200820034342.5提出的微線段滾刀，由于沒有留有磨削余量且磨削后無法保證微線段齒輪齒廓接觸段與齒頂圓弧的圓滑連接，也無法適于微線段齒輪的磨前加工。
[0003]齒輪的高精度加工有多種方式，而對于微線段齒輪選定滾齒與成型磨齒的組合加工方式是基于以下原因。1.滾齒加工效率高。與其它齒輪一樣，切削加工方法仍是微線段齒輪加工的一種最重要的方法，而其中又以滾切加工最為常用，當(dāng)批量較大時(shí)更是如此。2.滾齒加工制造簡單、成本低。采用滾齒加工可利用現(xiàn)有機(jī)床，只需更換相應(yīng)的滾刀具即可，因此成本大大降低。3.目前，磨齒工藝仍然是齒輪精加工最重要的手段，其最大優(yōu)點(diǎn)是能加工淬硬齒輪且加工精度高，特別針對國內(nèi)由于材料、鍛件正火以及熱處理變形等因素對齒輪件精度的影響，通過磨齒工藝消除熱處理后產(chǎn)生的變形，這就是磨齒工藝越來越引起人們重視的重要原因。但是，目前用于加工常規(guī)漸開線齒輪的磨前滾刀，由于其刀齒切削刃形狀與微線段齒輪齒廓不相吻合，此外在中國專利CN200820034342.5提出的微線段齒輪滾刀，由于沒有留有磨削余量、無法產(chǎn)生適當(dāng)根切，且磨削后無法保證微線段齒輪齒廓接觸段與齒頂圓弧的圓滑連接，也無法適于微線段齒輪的磨前加工。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了克服上述【背景技術(shù)】中所述的微線段齒輪精加工工序中存在的問題，本實(shí)用新型提供一種能夠加工出微線段齒輪齒廓并能使被加工微線段齒輪產(chǎn)生適當(dāng)根切、留有磨削余量的磨前專用微線段磨前滾刀。在實(shí)際生產(chǎn)中，針對模數(shù)相同、磨削余量分布形式相同而磨削余量不同的同一批次齒輪的磨前滾刀，能夠?yàn)橹圃旆奖愫团可a(chǎn)提供技術(shù)支持。
[0005]具體的技術(shù)解決方案如下:
[0006]用于微線段齒輪加工的磨前滾刀，包括滾刀，所述滾刀的基圓柱11上均布刀齒，每個(gè)刀齒上分別設(shè)有前刀面1、頂刃2、右側(cè)刃3、左側(cè)刃4、背鏟頂后面5、右側(cè)后刀面6和左側(cè)后刀面7，其中右側(cè)刃3的中下段和左側(cè)刃4的中下段均為主切削刃，頂刃2和兩側(cè)的主切削刃之間分別設(shè)有特征過渡曲線8，右側(cè)刃3、左側(cè)刃4和頂刃2沿滾刀螺旋線向后延伸分別形成右側(cè)后刀面6、左側(cè)后刀面7和背鏟頂后面5，所述頂刃2、右側(cè)刃3、左側(cè)刃4和特征過度曲線8構(gòu)成滾刀的法向齒廓，所述頂刃2為圓弧形；前刀面I的法線方向與右側(cè)后刀面6或左側(cè)后刀面7之間形成側(cè)刃后角α。，且兩側(cè)的側(cè)刃后角α。的角度相同；前刀面I的法線方向與背鏟頂后面5之間形成頂刃后角a e，基圓柱11的圓周上相鄰刀齒之間的間隙為容屑槽10 ；
[0007]主切削刃的形狀與被加工微線段齒輪的齒廓曲線的形狀相似，滾刀的法向齒廓曲線是由長度為不大于I微米的微段曲線或微段直線光滑連接而成，主切削刃與被加工微線段齒輪的齒廓曲線之間的間隙就是后期磨齒加工的磨削余量，磨削余量從被加工齒輪的齒頂?shù)烬X根逐漸減?。?br> [0008]所述特征過度曲線8的曲率半徑1\是0.82~0.85m的圓弧，特征過度曲線8圓心的位置與圓弧形的頂刃2圓心之間的位置關(guān)系是yt = y齒9~0.94).m, Xt=-(1.08~1.02).m,其中yt和Xt分別是特征過度曲線8圓心的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，y齒頂M和Xswms分別是圓弧形的頂刃2圓心的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，m是被加工齒輪的模數(shù)；
[0009]所述頂刃2的圓弧曲率半徑 」=HiinCrjl, rJ2) ,Tjl和rj2可以根據(jù)下列公式計(jì)算得
到，
【權(quán)利要求】
1.用于微線段齒輪加工的磨前滾刀，包括滾刀，所述滾刀的基圓柱(11)上均布刀齒，每個(gè)刀齒上分別設(shè)有前刀面(1)、頂刃(2)、右側(cè)刃(3)、左側(cè)刃(4)、背鏟頂后面(5)、右側(cè)后刀面(6)和左側(cè)后刀面(7)，其中右側(cè)刃(3)的中下段和左側(cè)刃(4)的中下段均為主切削刃，頂刃(2 )和兩側(cè)的主切削刃之間分別設(shè)有特征過渡曲線(8 )，右側(cè)刃(3 )、左側(cè)刃(4)和頂刃(2)沿滾刀螺旋線向后延伸分別形成右側(cè)后刀面(6)、左側(cè)后刀面(7)和背鏟頂后面(5)，所述頂刃(2)、右側(cè)刃(3)、左側(cè)刃(4)和特征過度曲線(8)構(gòu)成滾刀的法向齒廓，所述頂刃(2)為圓弧形；前刀面(1)的法線方向與右側(cè)后刀面(6)或左側(cè)后刀面(7)之間形成側(cè)刃后角α。，且兩側(cè)的側(cè)刃后角α。的角度相同；前刀面(1)的法線方向與背鏟頂后面(5)之間形成頂刃后角ae，基圓柱(11)的圓周上相鄰刀齒之間的間隙為容屑槽(10)； 其特征在于:主切削刃的形狀與被加工微線段齒輪的齒廓曲線的形狀相似，滾刀的法向齒廓曲線是由長度為不大于I微米的微段曲線或微段直線光滑連接而成，主切削刃與被加工微線段齒輪的齒廓曲線之間的間隙就是后期磨齒加工的磨削余量，磨削余量從被加工齒輪的齒頂?shù)烬X根逐漸減??； 所述特征過度曲線(8)的曲率半徑rt是0.82~0.85m的圓弧，特征過度曲線(8)圓心的位置與圓弧形的頂刃(2)圓心之間的位置關(guān)系是yt = ySWM_(0.9~0.94).m, xt=-(1.08~1.02).m,其中yt和Xt分別是特征過度曲線(8)圓心的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，y齒頂M和Xswffla分別是圓弧形的頂刃(2)圓心的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)，m是被加工齒輪的模數(shù)； 所述頂刃(2)的圓弧曲率半徑 rj = IninCrjl, rJ2), 和rj2可以根據(jù)下列公式計(jì)算得 到， ~)tga, 1，其中，rjl為單元頭齒頂圓弧半徑，rj2為雙圓頭齒頂圓弧半徑，Sn0為節(jié)圓齒厚，S0為未作過渡圓弧時(shí)齒頂厚，Xc為該點(diǎn)橫坐標(biāo)，a。為該點(diǎn)處壓力角，h。為有效嚙合齒頂高，ha(l為節(jié)圓齒頂高；所述側(cè)刃后角α。的取值范圍是1.8°~2.2°，所述頂刃后角a e應(yīng)在17°~19°范圍內(nèi)； 所述滾刀的滾切有效嚙合長度1 m和切除齒槽中的金屬所需的滾刀長度1?？砂聪率接?jì)算，1m= 1 P mkcos αk1max，其中，P 為該點(diǎn)處的曲率半徑，ak為該點(diǎn)處的壓力角，
【文檔編號】B23F21/16GK203509232SQ201320650633
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】黃康, 周志紅, 趙韓, 劉鵬, 熊楊壽 申請人:合肥工業(yè)大學(xué)