滚刀设计参数与工艺参数选择
花键滚齿刀加工工艺研究
花键滚齿刀加工工艺研究引言：花键滚齿刀是一种应用广泛的刀具，常用于齿轮零件的加工中。
本文旨在对花键滚齿刀的加工工艺进行深入研究，探讨适合花键滚齿刀加工的工艺参数，以提高加工效率和产品质量。
一、花键滚齿刀的概述花键滚齿刀是一种用于齿轮加工的切削刀具，广泛应用于传动装置、机械制造和汽车工业等领域。
其具有高效、精准、耐磨等特点，能够提高齿轮的传动性能和使用寿命。
二、花键滚齿刀的加工原理花键滚齿刀的加工原理是通过切削刀具与工件的相对旋转及应力作用，将刀具的切削齿轮花键加工到工件表面上。
其加工精度与齿轮的模数、齿数、齿厚等参数密切相关。
三、花键滚齿刀的工艺参数1. 刀具的选择：要根据工件的材料以及加工要求选取合适的花键滚齿刀，包括刀具的直径、齿数、齿面等参数。
2. 花键滚刀的角度：花键滚齿刀的角度决定了加工出的花键的形状和尺寸，需根据实际使用需求进行调整。
3. 进给速度：进给速度对花键滚齿刀的加工效率和加工质量有着重要影响，需根据工件的材料硬度和刀具材料选择合适的进给速度。
4. 刀具磨损监测：花键滚齿刀使用过程中会有一定的磨损，监测磨损情况可以及时更换刀具，保证加工质量。
四、花键滚齿刀的加工工艺优化1. 材料选择：根据工件的材料选择合适的刀具材料，以提高切削性能和耐磨性。
2. 刀具涂层：合理选择刀具涂层，增强刀具的抗磨损性能和使用寿命。
3. 表面处理：对工件进行适当的表面处理，以提高花键滚齿刀的加工精度和表面质量。
4. 加工模拟：通过虚拟仿真软件对花键滚齿刀的加工过程进行模拟分析，优化刀具的设计和工艺参数。
五、花键滚齿刀加工工艺的应用案例以某汽车发动机的花键滚齿刀加工为例，通过优化加工工艺参数和刀具设计，使得花键滚齿刀的加工效率提高了20%，产品质量得到了显著改善。
六、结论花键滚齿刀加工工艺的研究对于提高齿轮加工的效率和质量具有重要意义。
通过选择合适的切削刀具、优化工艺参数以及加工工艺的优化，可以提高花键滚齿刀的加工效率和产品质量，满足工业生产的需求。
《滚刀基本知识》课件
06 滚刀的发展趋势与展望
滚刀技术的发展趋势
01
智能化发展
随着科技的进步，滚刀技术正朝着智能化方向发展。智能化滚刀可以实
现自动化调整、智能监控和故障诊断，提高加工效率和精度。
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切削热控制
采用冷却液、改变切削参 数和刀具涂层等方法可以 降低切削热，提高加工稳 定性和刀具寿命。
04 滚刀的参数与选择
滚刀的参数
切削角度
包括前角、后角和侧角，这些角 度影响切削效果和切削力。
齿数和螺旋角
齿数决定了切削效率，螺旋角影响 切削深度和切削力。
刀刃长度和容屑槽
刀刃长度影响切削宽度，容屑槽设 计影响排屑效果。
切削力的测量与控制
通过测量和控制切削力，可以优化加 工参数和提高加工精度。
切削力影响因素
切削速度、切削深度、进给量、刀具 材料和工件材料等都会影响切削力的 大小。
切削热
切削热产生
切削过程中，由于切削刃 与材料摩擦和挤压，产生 大量的热量。
切削热的影响
切削热会导致刀具磨损和 工件热变形，影响加工精 度和表面质量。
详细描述
根据不同的切削需求，滚刀有多种类型。其中，直齿滚刀是最常用的一种类型，它具有切削效率高、使用寿命长 的特点。斜齿滚刀则适用于切削较硬的金属材料，具有切削力小、切削平稳的优点。锥度滚刀则适用于加工锥面 或斜面的金属材料，能够实现精确的切削效果。
02 滚刀的结构
刀体
01
02
03
04
刀体是滚刀的基本结构，通常 由高强度材料制成，如合金钢
滚刀设计
' 2
hf sin α cos α
+ ha tan α
由于L2>L2'，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为： 由于 ，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为：
L = L1 + L2
复杂刀具设计
计算得到的滚刀长度，还要进行修正： 计算得到的滚刀长度，还要进行修正： （1）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的，所以边缘上的几 ）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的， 个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削， 个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削，就应该把滚 刀长度加长些。 刀长度加长些。 （2）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度， ）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度， 滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了， 滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了，因而滚刀长度必须相应的 增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过6˚~7˚，这一项修正 增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过 ， 的影响不超过0.6%，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时，如 的影响不超过 ，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时， 果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度， 果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度， 或在滚刀上作出切削锥部。 或在滚刀上作出切削锥部。 （3）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准，为了便 ）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准， 于测量，单边轴台长度应不小于4~6mm。 于测量，单边轴台长度应不小于 。 （4）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀，滚刀可沿轴 ）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀， 向窜刀，以增加每次重磨间的寿命， 向窜刀，以增加每次重磨间的寿命，所以计算滚刀的长度时还 应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为2~3个。 应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为 个
滚刀设计参数及工艺参数的选择
0 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 outside diameter of hob(mm)
滚刀槽数为12, 头数为2,采用不同的外圆直径可从上图看到其有效齿长不同: 当外圆直径为95mm时刀齿的有效齿长为5.9mm.可刃磨19-20次. 当外圆直径为65mm时刀齿的有效齿长为3 mm.可刃磨8-10次.
2020/5/2
计算齿轮齿形包絡误差
滚削齿形包絡偏差 滚刀的头数 齿轮的模数 齿轮的压力角 齿轮的齿数 滚刀的槽数
2020/5/2
采用多头滚刀提高被 切齿轮的齿形精度 下图比较12槽滚刀和24 槽滚刀所包絡齿形的误差,
12槽滚刀的理论包絡误差为—0.0015mm, 24槽滚刀的理论包絡误差为—0.0004mm
-要考虑被加工齿轮的模数,
-要考虑被加工齿轮的材料及其热处理条件
2020/5/2
Te m pe rature in °C
切削速度和切屑厚度对 Return
550 刀具刃口温升的影响
刀5具00刃口的温度在一定的范围内随切屑厚度的增大及切削速度的提高而
450
.升高
VC m/min
400
350
300
Chip thickness
77 70 56 42 36 35 34 32 21
29 28 27
2020/5/2
ASP30带TIN 涂层滚刀推荐的切削速度
刀具 材料 ASP3
0
易加工材料
强度 <700N/m
m2
中等强度材 料
强度 <900N/m
m2
难加工材料
强度 <1200N/m
m2
模数 粗加 精加 粗加 精加 粗加 精加 工 工工工 工 工
滚齿加工_精品文档
- 齿厚下偏差 齿厚上偏差 第Ⅲ公差组的精度等级 第Ⅱ公差组的精度等级 第Ⅰ公差组的精度等级
二、圆柱齿轮加工工艺分析
（一 ）圆柱齿轮加工工艺过程分析 1.定位基准的选择
齿轮的加工精度要求较高 ，加工较为复杂 ， 因此为保 证加工质量 ，应尽量按基准重合原则选择齿轮的定位基 准 ， 并且尽可能在整个加工工艺过程中保持基准统一 。
单件小批量生产加工齿坯时 ，一般是齿坯的孔、 端面、外圆的粗、精加工都在卧式车床上完成 。先 车好一端 ，在调头车另一端 。此时 ，要特别注意使 孔和基准端面的精加工在一次安装中完成， 以保证 其相互之间的位置精度。
3.齿形加工
齿形加工是整个齿轮加工的关键 。加工方法 和加工方案的选择必须合理， 以确保齿轮的进度 达到要求。
轴向跳动 F
0.005 0.010
0.015
0.020
（二）滚刀精度的选用（见下表）
齿轮精度 滚刀精度
6～7
AA
7～8 A
8～9 B
10～ 12
C
注： 滚切6级精度以上的齿轮 ， 需设计制造更高精度的滚刀
（三）滚刀工艺参数的选择
（1）高速钢滚刀滚切45钢齿轮常用切削用量 （见下表）
模数
/mm
≤10 >10
（2）传度运动的平稳性（工作平稳性） 要求齿 轮在一齿转角内的最大转角误差应在规定范围内，
以保证齿轮传动的瞬时传动比的变化量在一定限度 内 ，从而减少齿轮传动中的振动、冲击和噪声。
（3）齿面接触的均匀性（接触精度） 指齿轮在 传递动力的过程中 ，为保证载荷分布均匀 ，要求齿 轮工作时齿面接触要均匀 ，保证有一定的接触面积 和符合要求的接触位置， 以免产生应力集中和齿面 过早磨损 ，而降低齿轮的使用寿命。
滚刀设计
复杂刀具设计
此项误差通常是以圆周齿距的最大累积误差表示的。 测量方法与齿轮周节累积误差测量方法相同，在下图(b)中， 用固定量爪及带杠杆的千分表测量出相对齿距误差，然后 通过计算可求圆周齿距的最大累积误差。 若不具备这种测量条件，也可用平测头千分表A检查刀齿 的径向跳动来代替。
复杂刀具设计
(2)前刀面的径向性误差 这是因为砂轮和滚刀的相对位置调整不准确引起的。 由于前刀面不通过滚刀轴线，导致刀齿齿形畸形。 通常滚刀重磨后，只允许零前角或有微小的正前角。 测量时先调整心轴，使千分表测头调至水平位置，保证侧 头对准滚刀中心，如下图(c)，检验时将千分表沿滚刀的半 径方向移动，即可测出滚刀前刀面的径向性误差。
2) 滚刀的安装
复杂刀具设计
a ) 右旋滚刀 滚切右旋工件 b ) 右旋滚刀 滚切左旋工件
安装角δ取决于滚刀的螺旋升角λ0和被加工齿轮的螺旋角β1
“同减异加，左顺右逆 ”
c ) 左旋滚刀 滚切左旋工件 d ) 左旋滚刀 滚切右旋工件
复杂刀具设计
二、齿轮滚刀的基本蜗杆 滚刀的形成：在一个蜗杆上铣 出若干条容屑槽(直槽或螺旋槽)， 把蜗杆螺纹切割成许多小的刀 齿，并形成刀齿的前面1、顶刃 2及两条侧刃3和4。沿着蜗杆的 螺纹方向在圆周上和两个侧面 铲齿，铲出顶后面5及两个侧后 面6和7，并形成顶刃后角和左、 右侧刃后角。 滚刀的基本蜗杆（产形蜗杆）：切削刃所在的蜗杆。
因此，高精度滚刀一般采 用很小的螺旋升角和零 度前角；一般精度的滚 刀可采用正前角与适当 的螺旋升角。
复杂刀具设计
四、齿轮滚刀的种类、精度等级及应用 1. 齿轮滚刀的种类 (1)按结构可分为整体与镶齿两类
m≤10mm
m>10mm
复杂刀具设计
齿轮滚刀 基本型式和尺寸
齿轮滚刀基本型式和尺寸1 范围本标准规定了模数0.5mm～40mm带端键或轴键的单头和多头整体齿轮滚刀的基本型式和尺寸。
本标准适用于加工模数按GB/T 1357、基本齿廓按GB/T 1356，20°压力角齿轮的滚刀。
2 型式和尺寸2.1 齿轮滚刀的基本型式和尺寸按图1和表1、表2的规定，附录A给出了多头滚刀的尺寸。
2.2 滚刀做成右旋（按用户要求可做成左旋）。
2.3 键槽的尺寸和偏差按GB/T 6132的规定，刀座的尺寸和偏差按GB/T 20329的规定。
2.4 滚刀可以做成锥形，此时的外径尺寸为大端尺寸。
a）带轴键的滚刀b)带端键的滚刀 图1 齿轮滚刀的尺寸类型b模数m轴台直径D 1mm外 径D amm孔 径d bmm参 考系列总长L a mm总长L 0a mm最小轴台长度cmm常用容屑槽数量Ⅰ Ⅱ 10.5 — 由制造商自行定制24810—112— 0.55 0.6— — 0.7 — 0.75 120.8 — — 0.9 1.0 — 20.5 — 32102030— 0.55 0.6 — —0.7 — 0.75 0.8 — — 0.9 1.0 — —1.125表 2 单头齿轮滚刀的尺寸3 标记示例模数m=2的小孔径齿轮滚刀标记为小孔径齿轮滚刀 m2 GB/T 6083—xxxx 模数m=2的带端键齿轮滚刀标记为端键齿轮滚刀 m2 GB/T 6083—xxxx 模数m=2的带轴键齿轮滚刀标记为轴键齿轮滚刀 m2 GB/T 6083—xxxx 对于附录A中的多头滚刀，制造商自行作标记。
附录A（资料性附录）多头齿轮滚刀A.1 小孔径多头齿轮滚刀见表A1。
A.2多头齿轮滚刀见表A2。
蜗轮滚刀设计
阿基米德蜗轮滚刀设计说明书系部：机械工程系专业：机械设计与制造班级：Z120255学号：Z********姓名：***日期：2014年5月蜗轮滚刀设计[原始条件]已知工作的蜗杆的轴向模数：ｍx =5mm ；蜗轮头数：z 1 =2；蜗杆分度圆直径：d 1=50mm; 蜗杆外径：d a1=60mm; 蜗杆根圆直径：d f1=38mm ；蜗杆轴向齿形角:αx1=20o ；分圆柱上螺旋升角:λ=11o 18′36"；轴向齿距p x1=15.708;导程：p x1=z 1p x1=31.416mm;蜗杆螺牙部分长度:L １＝80mm ；蜗杆类型：阿基米德蜗杆；蜗杆材料:40C r ,表面淬火45--50HRC 。
已知蜗轮齿数：z 2=50；蜗轮精度等级：8级；蜗轮副的啮合中心距：a 12=150㎜；蜗轮的顶隙:c=0.2ｍx=1.0㎜；蜗轮副保证侧隙类别:j n ；蜗杆的装配方式：径向；蜗轮材料:ZCuSn10Pb1；使用滚齿机:Y3150E 。
[设计步骤](括号内为精度)蜗轮滚刀处于工作蜗杆的位置与被被切蜗轮啮合，所以蜗轮滚刀的参数应与工作蜗杆相同，即滚刀轴向模数:m x0=5mm ；滚刀头数:z 0=2；滚刀分度圆直径：d 0=50mm ；分圆柱上螺旋升角:λ0=11018′36"；轴向齿距:p x0=31.416mm ；根圆直径：d f0=38；螺旋方向:右旋；蜗杆类型:阿基米德蜗杆。
其它参数如下:1 蜗轮滚刀外径d a0(0.1) d a0=d a1+2(C+Δ) =[60+2(0.5+1)*5 =63mm其中Δ——备磨量。
一般取Δ=0.1m xo C ——蜗轮副的顶隙，C=0.2m x0 2圆周齿数z k采用径向进给加工时，应使z k 与z 0无公因数，以增加包络蜗轮齿面的刀刃数。
同时应考虑蜗轮精度等级，加工6级精度蜗轮z k ≥12；加工7级精度蜗轮z k ≥10；加工8级精度蜗轮z k ≥8；加工9级精度蜗轮z k ≥6。
滚齿加工
单位 N/min m/min
推荐次数
2
切削力矩 切削时间 1527.65 108.46 1527.65 108.46 170.99 55.53 0.00 0.00 最大力矩 总时间 1527.65 272.44
Hale Waihona Puke 螺旋升角刀具参数9
切削性能 推荐切削 参数 设备参数
工艺参数
参考螺旋角 硬度修正K3 10° 1.03 推荐精切 min max 119 159 29.91 39.96 进给挂轮 滚切次数 32/46 3 轴向速度f 切削深度ap 0.87 4.40 0.87 4.40 1.41 0.20 1.41 0.00 全齿深 9.00
10模数以下零件滚齿工艺表
模数 齿轮参数 4 齿数 螺旋角/° 91 齿高系数 顶隙系数 1 0.25 滚刀外径 滚刀头数 80 1 最小窜刀量 刀具长度 0.699 100 材料特性K1 螺旋角K2 1.34 1.07 推荐粗切 min max 99 119 24.88 29.91 设备型号 刀具转速 YH3180 80 滚切循环 进给档位 1刀 2 2刀 2 3刀 3 4刀 3 螺旋方向 10 右 材料 20CrMnTi 螺旋方向 2.5 右 齿面宽 60 硬度 200 容屑槽 槽数 直槽 压力角 20
滚刀基本知识
（5）按容屑槽可分为直槽滚刀和螺旋槽滚刀
齿轮滚刀的基本蜗杆 1.渐开线基本蜗杆 基本蜗杆的螺纹表面若为渐开螺旋面(端面为渐开线)，则称为 渐开线基本蜗杆，相应的滚刀称为渐开线滚刀。 用渐开线齿轮滚刀可以切出理论上完全正确的渐开线齿形。但 是，由于制造困难，生产中用得很少。但是，由于制造困难， 生产中用得很少。
滚刀的种类 （1）按结构可分为整体与镶齿两类
整体齿轮滚刀，较小 模数，一般m≤10
镶片齿轮滚刀，加工大模 数，一般m＞10
滚刀的种类 （2）按结构可分为小模数（m=0.1—1.5mm），中模数 （m=1.5—10mm）和大模数（m=10—100mm）三类。 （3）按切削部分材料可分为高速钢滚刀和硬质合金滚刀。 （4）按加工用途可分为粗加工滚刀，精加工滚刀，剃前滚刀。
滚刀基本知识
重庆大学绿色制造技术研究所
目 录
精度等级
分类
基本尺寸及参数
安装
滚刀精度等级
滚刀一般分为AAA、AA、A、B、C五个精度等级，分别加 工6、7、8、9、10级精度的齿轮。 滚切齿形的精度很大程度上取决于滚刀的精度，要滚切高 精度的齿轮，必须选用高精度滚刀。 滚刀精度每提高一级，在制造上的难度都会增加，成本也 会增加，因此，应该合理的选用滚刀精度，避免用高精度 滚刀做粗加工，以免损伤滚刀精度。
滚刀的安装
右旋滚刀加工 左旋齿轮
滚刀的安装
左旋滚刀加工 左旋齿轮
滚刀的安装
左旋滚刀加工 右旋齿轮
槽数 i
容屑槽导程 容屑槽 旋向
滚刀的基本尺寸 前刃面偏位值u 外圆直径da0 齿顶高ha0 齿全高h0
产背量hr
滚刀的安装 1.滚切直齿轮 滚刀的安装角δ只取决于滚刀的螺旋升角λ。
齿轮滚刀的设计与加工工艺
诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。
本人签名：2015年06月1日毕业设计任务书设计题目：齿轮滚刀的设计与加工工艺系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号：学生：指导教师（含职称）：（高工）1．课题意义及目标学生应通过本次毕业设计，综合运用所学过的基础理论知识，深入了解齿轮滚刀的设计及工艺设计掌握设计思路及思想，为以后的工作需要打好基础。
2．主要任务（1）根据参考文献资料，了解齿轮滚刀的研究目的意义，完成开题报告。
（2）广泛阅读相关文献，制定滚刀设计方案（包括滚刀的参数确定、尺寸计算、强度校核、加工工艺设计等。
）（3）对齿轮滚刀进行设计计算及加工工艺设计。
（4）绘制图纸及工艺卡片以及设计说明书。
（5）撰写毕业论文。
3．主要参考资料【1】四川省机械工业局编，复杂刀具设计手册，机械工业出版社，，1979【2】杨黎民等编，刀具设计手册，兵器工业出版社，1999【3】孟少农主编，机械加工工艺手册，机械工业出版社，19924．进度安排设计各阶段名称起止日期1查阅文献，了解研究目的意义，完成开题报告2014.12.01至2014.12.31 2广泛阅读相关文献，制定滚刀设计方案2015.01.01至2015.03.10 3对齿轮滚刀参数的确定和尺寸及工艺等设计2015.03.11至2015.04.30 4齿轮滚刀的图纸绘制及工艺卡片2015.05.01至2015.05.15 5撰写毕业论文，准备答辩2015.05.16至2015.06.10齿轮滚刀的设计与加工工艺摘要:齿轮滚刀是常用的加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具。
加工时，齿轮滚刀相当于一个有很大螺旋角的螺旋齿轮，其齿数就是滚刀的头数，工件相当于另一个螺旋齿轮，互相按照一对螺旋齿轮做空间啮合，以固定的速比旋转，由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的齿形。
滚刀的设计及应用
图1 自制普通滚刀进口多头斜槽滚刀图3 进口小径多槽加长整体镀层滚刀图5 加工台阶轴或双联齿整体滚刀轴向进给运动分齿运动及附加运动切削运动二、齿轮滚刀的工作原理图8 啮合关系图图图10 棱度和波动图三、齿轮滚刀的构造和规格1.滚刀的基本蜗杆齿轮滚刀相当于一个齿数很少、螺旋角很大，而且轮齿很长的斜齿圆柱齿轮。
因此，其外形就像一个蜗杆。
为了使这个蜗杆能起到切削作用，需在其上开出几个容屑槽(直槽或螺旋槽)，形成很多较短的刀齿，因此而产生前刀面和切削刃。
每个刀齿有两个侧刃和一个顶刃。
同时，对齿顶后刀面和齿侧后刀面进行了铲齿加工，从11而产生了后角。
但是，滚刀的切削刃必须保持在蜗杆的螺旋面上，这个蜗杆就是“滚刀的产形蜗杆”，也称为“滚刀的基本蜗杆”(见图11)。
一共有三种基本形式(1)渐开线蜗杆(2)法向直廓蜗杆(3)阿基米德螺线蜗杆图13 16 槽滚刀的理论包絡齿形(1)轴向进刀(2)径向进刀(3)对角进刀图15 切削方式:（2）逆铣（1）顺铣根据滚刀进给方向相对于旋转方向的不同，分为逆铣和顺铣两种铣削方式图17 滚刀与工件相对位置及运动方向否则会影响加工精度，甚至发生打坏滚刀事故。
上图是滚刀与工件相对位置及运动方向，处端图18 滚刀的安装校正，如图所示。
齿轮的模数、压力角和精度等级及工艺要求，选择相应的滚刀。
滚刀安装好后必须检查滚刀轴台径向圆跳动，其跳动误，且要求两轴台径向圆跳动方向一致。
当滚刀径向跳动量不太大时，可松开刀杆螺母，转动滚刀螺母，可检查。
图17滚刀与工件相对位置及运动方向返回。
汽车齿轮滚齿切削过程研究及其工艺参数选择
图 ２ 滚 齿夹 具 ３滚刀 设计 参数 的选 择 ３ １ 滚 刀顶 刃 、侧 刃角度 参数 选择 ． 滚 刀 的顶刃设 计后 角与 径 向铲背 量 Ｋ之 间有 如下关 系 ：
Ｋ ＝ｚＤｔ ｃ Ｇ． ｇａ ｅ／
式 中 ： 一 滚刀 的外径 ： ． 滚刀 的容 屑槽数 ： 一 滚 刀的项 刃后 角 Ｄ Ｇ一 ｃ 在制 造滚 刀时， 一般根据 在保证 顶刃设 计后角 为 １。 １ｏ ｏ ～ ２ 的情 况下， 确定
１汽车 齿轮 加工概 述 １ 汽车 齿轮 的结构 特点 １ 齿轮尽 管 由于它们在机 器 中的功用不 同而设 计成不 同的形状 和尺 寸， 但总 是可 以把它 们划 分为齿 圈和轮 体 两个部 分 。 常见 的 圆柱齿 轮有 以 下几 类 ： 盘类 齿 轮 、套类 齿轮 、内齿轮 、轴 类齿轮 、扇形齿 轮 、齿条 （ 即齿 圈半 径无 限大 的 圆柱 齿 轮）等 。其 中盘 类 齿 轮 应用 最 广 。 １ ２ 汽车 齿轮 的精度要 求 ． 齿轮 本身 的制 造精 度， 对整个 汽 车的 工作 性能 、承 载能 力及 使用 寿命 都 有 很 大影 响 。根据 齿 轮 的使 用 条件 ， 齿 轮传 动提 出 运 动精 度 、 工作 平 稳 对 性 、接 触 精 度 、齿 侧 间 隙 几 方 面 的要 求 。 齿轮 的制 造精 度和 齿侧 间 隙主 要根 据齿 轮 的用途 和 工作 条件 加 以规 定 。 对 于分度传 动用齿 轮， 主要 的要求是 齿轮运 动精度 ， 使得 传递 的运 动准 确可靠 ： 对 于高速动 力传动 用的齿 轮， 须要求 工作平 稳， 有冲击 和噪声 ： 必 没 对于 重载 低 速传 动用 的齿轮， 则要 求齿 的接 触精度 要好， 使啮 合齿 的接 触面积 大， 不致 引起 齿 面过早 的磨损 ： 对于 换向传动 和读数 机构， 齿侧 间隙应严 格控制 ， 必要 时还 须
滚齿机加工参数
Y38滚齿机技术规格工作台：直径 475mm 中心孔直径 80mm心轴直径 35mm心轴孔锥度莫氏5# 工作台中心至刀具主轴中心距离30—470mm加工最大圆柱直齿轮直径：不用后立柱时 800mm用后立柱时 450mm加工最大圆柱斜齿轮直径：当螺旋角为 30°时500mm当螺旋角为60°时190mm 加工工件：最大模数（钢/铸件） 6/8mm最大宽度 240mm 刀具最大垂直行程 290mm刀架最大回转角度 360°刀具中心至工作台面最小距离 205mm 可安装滚刀最大直120mm滚刀转速范围：（共分7级） 47.5—192r/min刀具心轴直径 22、27、32mm 轴向进给范围 0.25—3mm/r 径向进给范围0.03—0.36mm/r主电机:功率 3kw转速1430 r/min 快速移动电机：功率 1.1kw转速 1400 r/min机床重量 3.65 t切向进给范围 0.15—0.9mm/r 主电机:功率 3kw转速1430 r/min 快速移动电机：功率 1.1kw转速 1400 r/min 机床重量 3.65tY38A滚齿机技术规格工作台：直径 475mm 中心孔直径80mm心轴直径 35mm心轴孔锥度莫氏5# 工作台中心至刀具主轴中心距离30—470mm加工最大圆柱直齿轮直径：不用后立柱时 800mm用后立柱时 450mm加工最大圆柱斜齿轮直径：当螺旋角为 30°时500mm当螺旋角为60°时190mm 加工工件：最大模数（钢/铸件）6/8mm最大宽度240mm 刀具最大垂直行程 290mm刀架最大回转角度360°刀具中心至工作台面最小距离 205mm 可安装滚刀最大直径 120mm滚刀转速范围：（共分7级） 47.5—192r/min刀具心轴直径 22、27、32mm 轴向进给范围 0.25—3mm/r 径向进给范围0.03—0.36mm/r主电机:功率 3kw转速 1430 r/min 快速移动电机：功率 1.1kw转速 1400 r/min机床重量 3.65 tYW3180滚齿机床技术规格最大工件直径 800mm 最大工件模数 10mm 最小工件齿数8 刀具最大垂直行程 400mm 刀架最大回转角度±65°刀架回转角度最小读数 5´刀具轴向移动量80mm 刀具主轴锥孔锥度莫氏5#刀具心轴直径 27、32、40、50mm 刀具垂直快速移动速度580mm/min 刀具垂直移动每转移动量 0.47mm/r 允许安装刀具最大长度 200mm刀具主轴中心距工作台面距离：最大 680mm最小 280mm刀具主轴中心距工作心轴中心距离：最大 520mm最小50mm 工作台直径 690mm 工作台孔径130mm 工作台水平最大移动距离 470mm工作台水平快速移动速度 458mm/min 工作台水平手动每转移动量 0.5mm/r 工作台水平移动最小读数 0.01mm工件心轴锥孔莫氏5# 刀具主轴转速范围 45—280r/min 轴向进给范围 0.43—5.9mm/ r切向进给范围 0.14—1.96mm/r 径向进给范围0.1—26.5mm/min主电机：功率 7.5kw 转速 1450 r/min轴向快速电动机功率 1.5kw 转速 1410 r/min径向快速电机功率 0.8kw 转速 1380 r/min液压电机功率 1.1kw 转速 1410 r/min冷却电机功率 0.09kw1. 机床主要性能及用途Y3180H普通滚齿机，采用齿轮滚刀以展成法滚切圆柱直齿轮、斜齿轮及花键等。
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Samputensili S.p.A
选择参数的目的是提高加工效率, 降低加工成本
提高加工效率,降低加工成本的途径
• 选取适当的刀具参数 • 选择适当的加工参数 • 合理使用刀具
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滚刀外径与滚削时间的关系
tH
z2
(EBA) z0 n0 fz
- 应用直槽滚刀所能采用的最多头数应控制滚刀的螺旋升角不大于6度,过并按下面公式计算:
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确定滚刀的最大头数
按照螺旋升角不大于6度计算滚刀的最大头数,若滚刀的螺旋升角 大于7.5度,将在刀齿楔角为钝角一侧的齿面质量下降.
z0
0 ,1 d 0
mn
- 随着滚刀头数的增加,刀齿的切削负荷随之增加,故所采用的走刀量要相应降低:
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计算齿轮齿形包絡误差
滚削齿形包絡偏差 滚刀的头数 齿轮的模数 齿轮的压力角 齿轮的齿数 滚刀的槽数
滚刀的头数 Zo 对加工时间有着重要的影响.在某些请况下采用多头
滚刀对降低加工工时有着显著的作用.选择滚刀的头数要考率下面的 事项:
tHz2z(0En0B fz A)
- 齿轮的齿数和滚刀的头数之间不应有 1 以外的公约数,以便分散刀具分度误差和刀具安装的径向跳动误差为齿轮造成的相临齿距误差.
- 滚刀的头数和滚刀的槽数之间不应有1以外的公约数.
-滚刀的槽数多,齿形好.
-减轻前刀面上的切削载荷,减少刀具的磨损,并可加大走刀量, -可延长一次刃磨的切削时间,增加一次刃磨的切削工件件数,减少换刀的次数. - 若滚刀的圆周齿数是20,这20个刀齿一次刃磨可切削100M的齿长,若是滚刀只有12个刀齿,一次刃磨可能切60M齿长,这就是说滚刀的槽数多 ,可增加每一次刃磨加加工齿轮的件数.
- 选择小直径滚刀在采用同样的切削速度的情况下,提高滚刀和工被加工齿轮的转 数,提高加工效率.
n0
v1000
d0
采用100 m/min 的切削速度,若是直径100mm 的滚刀,no 滚刀的转数318转/分, 若是直径为80mm 的滚刀, no 滚刀的转数398转/分, 80mm直径的 滚刀的转数就高出25%,在加上行程长度的影响,80mm 滚刀的加工效率要比100mm滚刀的高出28%
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选择滚刀的槽数
选用多槽滚刀有下列优点:
High number of gashes for :
Better quality lower chip load less wear less resharpenings reduction of cutting times cutting times
n0
v1000
d0
tH
z2
d0 z0
(EBA)
fzv1000
- 从滚削时间公式可看到的趋势是: - 加大滚刀直径可增加切削时间, - 增加滚刀的头数可缩短切削时间. - 当然在改变这两个参数时,也会带来其它参数的
变化.
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z2 = 齿轮齿数,
z0 = 滚刀头数
选用大直径滚刀的优点: -在保持同样的刃背长度的条件下,可采用较多的槽数,提高滚齿的齿形精度,采用较大的轴向走刀量.
-在采用相同的轴向走刀量的条件下,造成的走刀波纹高度要小于小直径滚刀所造成的波纹高度.
从上面公式可看出,在相同的走刀量下,dao 滚刀的顶圆直径愈小走刀波纹的深度愈大,因而,在控制走刀波度高度一定的前提下,选用较大直径的滚刀可以 选择较大的轴向走刀量.如:同采用2mm/rw 的轴向走刀量,直径 100mm 的滚刀造成的走刀波度为0.0145mm, 而直径为80mm的滚刀造成的走刀波度为 0.0182mm.
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选择滚刀外圆直径要考虑的因素-滚刀直径影响切削行程长度
- 采用较大直径的滚刀可以选择较大的滚刀内孔.刀杆有较好的刚性.
选用小直径滚刀的优点:
-选择小直径滚刀可减小滚削的切出,切入行程长度,降低切削工时:
tHz2dz00fz(vE1B 00A0)
图中E为切入行程,U为切出行程,两者都随着滚刀的外圆直径的加大而加大,因而 采用小直径滚刀可缩短走刀时间.
A = 切出长度 E = 切入长度
b = 工件的宽度 n0 = 滚刀的转数
fz = 轴向走刀量
d0 = 滚刀直径
v = 滚刀切削速度
z0 ·n0 ·fz = 生成速度
滚刀外径与滚刀刀齿有效齿长的关系
7
mm
6
6,5
100
5,8
95
5
5
90
5
85
Usable tooth length
4
4
80
4
75
3
3,2
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选择滚刀的头数
tH
z2 (EBA)
z0n0 fz
n0 v1d00 00
增大下面三项参数可降低滚削时间:
•滚刀头数
•滚刀转数 rpm
Z0
•轴向走刀量
n0
fz
应选择较大的值!!
增加头数是提高效率的有效途 径之一
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选择滚刀的头数
滚刀槽数为12, 头数为2,采用不同的外圆直径可从上图看到其有效齿长不同: 当外圆直径为95mm时刀齿的有效齿长为5.9mm.可刃磨19-20次. 当外圆直径为65mm时刀齿的有效齿长为3 mm.可刃磨8-10次.
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选择滚刀外圆直径要考虑的因素-滚刀外径对走刀波纹深度的影响
70
3
65
2
2,5
60
2,5
55
1
1,5
50
hob mod 2,0mm bore diam. = 32mm Zo = 2,right ni = 12 Pro 3972, BPI
0 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 outside diameter of hob(mm)
滚刀的头数 1 2 3 4 5 6
走刀量下降的百分比 0
20% 45% 58% 65% 70%
相对的走刀量 1 mm
0.63 mm 0.61 mm 0.59 mm 0.57 mm 0.55 mm
ห้องสมุดไป่ตู้
sin 0
z 0 mn d0
多头滚刀在机床和刀具不适于采用大的轴向走刀,及高速切削的条件下,是提高效率的一个途径. 因采用多头滚刀会增大齿距误差,故对于精密滚削不用多头滚刀为好.