齿轮工艺员必备的滚刀知识

齿轮工艺员必备的滚刀知识

一、齿轮滚刀概念

△齿软滚刀实质上是一个渐开线圆柱斜齿轮，其齿数很少（常见的为一齿），而螺旋角很大（接近90度），故外型不象齿轮而呈蝸杆状（该蝸杆称之为滚刀的基本蝸杆）。

△常见的大部份滚刀的基本蝸杆为阿基米德蝸杆。

△齿轮滚刀端面上标志m α 是为mn αn HSS为高工钢 D+F为切深。

△滚齿时滚刀转一圈，齿轮转n齿(n为滚刀头数常为1)。

△滚刀常用精度为AA A B 可加工7至9级齿轮。精度有GB JB 企标之分，以GB精度最高(与ISO等效)。

△加工齿数较多的齿轮时，滚刀应长些，否则刀子易磨损，若用较短的滚刀则应增加切削锥，以减轻负荷。

△标谁齿轮滚刀是用来加工ha*=1 C*=0.25 αn=20度的渐开线圆柱外齿轮。齿轮可以是变位的或不变位的，可以是斜齿或直齿。

△只要滚刀的基节和工件的基节相等，且滚刀齿深足够，且该滚刀就可加工该工件，不必拘宜于非要m α 对应相等。

二、普通齿轮滚刀的结构尺寸

表一国内工具厂常用的小结构尺寸 mm

模数

Module 外径

Oustside Dia 长度

Overall Length 孔径

Hole Dia

1 50 40 22

1.25

1.5 55 45

1.75

2 50

2.25 60

2.5 65 55

2.75

3 70 60 27

3.25 75 65

3.5 70

3.75 80 70

4 75

4.25 85 80

4.5 85

5 90 90

5.5 100 95 32

6 105 100

6.5 110

7 115 105

8 125 115

9 140 130 40

10 150 135

表二GB6084规定的结构尺寸(普通型) mm 模数

Module 外径

Outside Dia. 长度

Overall Length 孔径

Hole Dia.

1 50 3

2 22

1.25

1.5 40

1.75 63 50 27

2

2.25 71 55

2.5

2.75 63

3

3.25 80 71 32

3.5

3.75 90 80

4

4.5 90

5 100 100

5.5 112 112 40

6

6.5 118 118

7 125

8 125 132

9 140 150

10 150 170 50

三、滚刀常用材料

1. 钨钢（硬质合金）

2、普通高速钢（M2）

3. 钴高速钢（M35 M42）(SKH55)

4. 粉末冶金高速钢：

1) ASP 2030(ASP30)

2) ASP 2052(ASP52)

3) ASP 2060(ASP60)

四、涂层种类

No 涂层材料微硬度

（HV）* 针对钢材的摩

擦系数（干性）内应力

（Gpa）* 最大适用温度

（摄氏）* 涂层

颜色涂层结构

1 TIN 氮化鈦2300 0.40 -2.5 600 金黄色单层

2 AlCrN

氮铬化铝3200 0.35 -3.0 1100 蓝灰色单层

3 TiCN

碳氮化钛3000 0.40 -4.0 400 蓝灰色

多层，倾

斜的

4 WC/C

碳化钨/碳1000/2000 0.10-0.20 -1.0 300 黑灰色薄板状的

5 CrN氮化铬1750 0.50 -1.5/-2.0 700 银灰色单层

6 多晶体金刚石8000-

10000 0.15-0.20 600 浅灰色单层

7 TiAlN

氮铝化钛3300 0.30-0.35 -1.3/-1.5 900 紫灰色纳米-结构

8 TiCN+TiN

碳氮化钛+氮化钛3000 0.40 -4.0 400 金黄色多层，倾斜的

9 TiAlN+ WC/C

氮铝化钛+碳化钨/碳3000 0.15-0.20 -1.7/-2.0 800 深灰色多层的，薄

板状的

10 DLC(a-C:H) 2500 0.10-0.20 350 黑灰色单层

11 TiAlN

氮铝化钛3300 0.25 -1.3/1.5 900 紫灰色纳米-结构

12 TiAlN

氮铝化钛3300 0.40 -3.0/-3.5 900 蓝灰色

纳米-结构

13 TiAlN

氮铝化钛3500 0.40 -4.0 800 紫灰色单层

*依赖于应用于测试条件

五、刀具在使用前后及镀层前后的速度关系表（以一般碳钢为例）

刀具滚削转速m/min 刮削转速m/min

钨钢+镀层150-250 150-180

钨钢磨后不镀120-150 100-120

ASP60+镀层120-180

ASP60 磨后不镀80-120

ASP60 不镀80-100

ASP30+镀层100-150

ASP30 磨后不镀70-100

ASP30 不镀60-90

M35+镀层70-80

M35 磨后不镀60-70

M35 不镀50-60

六、滚齿工艺误差分析

齿轮的加工误差来源于齿坯-机床-刀具工艺系统的各误差。下表列出了其相互影响关系。

No. 工艺误差因素周节累积误差基节偏差齿形误差齿向误差齿厚误差

机床方面

1 分度蝸轮偏心★

2 分度蝸杆周期误差★★

3 分度链中间齿轮偏心★★

4 机床工作台周期性游动★

5 进给丝杆的周期误差★

6 刀架道轨的倾斜★

7 机床工作心轴的跳动★

滚刀方面

1 前刃面径向性误差★★

2 容屑槽周节累积误差★

3 前刃面导程误差★★

4 齿形角制造误差★★

5 齿距误差★★

安装方面

1 齿坯安装偏心★

2 齿坯安装倾斜★★

3 滚刀安装径跳轴跳★

4 工件径向跳动

5 工件端面跳动★★

6 分度挂轮误差★★

7 差动挂轮误差★★

8 切深误差★

七、滚刀安装：

滚刀安装应根据压力角、模数、精度以及刀杆直径选择相应的滚刀，滚刀在刀杆安装夹紧后，