插齿刀在不同截面内的修正计算及软件设计

插齿刀在不同截面内的修正计算及软件设计

插齿刀在不同截面内的修正计算及软件设计

李金祥

尽管拉削工艺是中、大批量渐开线花键孔最好的加工方式，但在小批量渐开线花键孔、渐开线花键盲孔的加工以及新产品试制时，插齿工艺则成为首选。渐开线花键的齿形为矮齿，不能直接用标准插齿刀加工。通过长期的摸索与实践，我们将标准插齿刀进行改制后用于渐开线花键的齿形加工，取得了令人满意的效果。

因为插齿刀在加工花键孔时，刀具与齿圈是做无侧隙、顶隙的内啮合运动，所以按照内齿轮啮合传动的规律来进行计算。

结合以下加工实例介绍插齿刀齿形改制的计算。

渐开线花键孔的技术参数：,30,20,52===Z mm M α,1502mm d =,8mm d p = ,472.145~719.1452=M 085.165~185.16512=d ,变位系数5.0+=x 。

（1） 插齿刀参数的选择

根据渐开线花键孔插齿刀主要参数选择表和被加工渐开线花键孔的相关参数()3052==z m 、，选择10020z 50===f d m 、、的标准插齿刀，将不会发生切入顶切、切出顶切以及渐开线有效长度不够的现象。

根据实测，所选插齿刀前刀面上跨齿数3=k 时的公法线长度为38.72mm ，顶刃后角︒=6e α。

（2） 插齿刀前刀面变位系数max 0x

()αsin 2/max 0m W W x '-=

式中 W ——实测的插齿刀公法线长度（W=38.72mm ）

W '——00=x 时的插齿刀理论公法线长度

由()[]απαinv Z k m W 05.0cos '+-=或查阅有关资料可得：mm W 302.38'=

mm

03.165046.282938.108=⨯+= 由以上计算可知，fC D 符合产品设计要求，而fD D 略超出下公差，经微调插

齿刀的刃磨量（报废极限）即可满足被加工齿轮的要求。

在生产中，经常会遇到插齿刀“研刀”现象，在“渗碳—车碳层—淬火—插内齿”的渐开线花键加工工艺路线下尤其严重，此时最好采用涂层的标准插齿刀改制后进行加工，可获得价好效果。

插齿刀计算机辅助设计

下图给出了普通插齿刀设计计算的完整框图，该框图充分考虑了插齿刀设计的各种情况。根据设计框图开发了插齿刀设计绘图软件，该软件的计算程序采用高级语言编写，绘图程序采用AutoCAD 的内嵌语言Autolisp 编写。为了实现AutoCAD 二维图形中描述零件轮廓的图形实体直接获取工件廓形数据，以避免复杂的手工计算工件廓形坐标点，我们必须分析AutoCAD 二维中包含的图形信息。AutoCAD 二维中不仅有尺寸、剖面线、标注文本、中心线等非零件轮廓的实体内容，而且还有根据制图标准规定的画法画出的图形实体，这些图形实体不能描述零件轮廓。因此，为了从AutoCAD 图形数据库中正确的提取零件轮廓的图形实体，需在绘图是给描述零件轮廓的图形实体，以特定的相关联的共同性质，一般描述零件轮廓的图形实体连接为多段线。输入设计参数后，计算机开始工作，计算程序开始设计、验算、计算结果形成一个完整的设计文件打印输出，并将绘图所需的各种参数存入一个TXT 文件。计算结束后开始绘图，绘图过程是在进入AutoCAD 的同时调用一个SCR 文件，绘图所用Autolisp 程序均由SCR 文件自动调入并执行，如读取文件、绘制各视图、标注尺寸及技术要求等，最后自动绘出可用于生产的插齿刀工作图。计算、绘图两部分工作有一批处理文件连接起来，调用这批处理文件即可自动完成整个设计过程。

图A

图B

从调用工件工作图、确定被加工零件的加工表面到插齿刀工作图和三维实体图的自动生成，设计者仅需选择菜单，点取按钮，选择数据或交互式修改数

据，便可轻松完成插齿刀设计的全部工作，该系统提供了良好的人机界面。