滚刀的结构及检测-个人总结讲解
滚刀的结构及检测个人总结资料
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0°前角
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正前角
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2）顶刃后角：是滚刀设计时的一个理论参数。
精加工取7 °～9 °;粗加工加大到 12 °～15 °;
一般取10 °～12 °;
在实际中我们用径向铲背量表达:
K=兀·Deg·tgae/Zg
Deg—外径； ae —顶刃后角； Zg — 容屑槽数
3）侧刃后角 ：与顶刃后角保持一定的关系，以保证滚
滚刀容屑槽数关系到切削过程的平稳性、齿形精度和 齿面粗糙度，以及滚刀每次重磨后的耐用度和使用寿命。 但是容屑槽数过多，如果外径不变，刀齿的宽度减小，会 使滚刀的可重磨次数减少。
4.滚刀的切削角度
1）前角
0°前角：便于制造和测量。 正前角：能改善切削条件，提高滚刀的耐用度。尤其 是大模数滚刀螺纹升角较大，效果更加显著。 负前角：一般不用。
刀重磨后齿形不发生变化；同时又要保证最小的侧刃后角
，使滚刀不易磨损。侧刃后角ac应不小于3°
tgac=Zg · K ·Sinafn/（兀· Deg )
afn—滚刀分圆法向齿形角
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5.滚刀的分度圆直径与螺纹升角
分度圆直径：dfg=Deg-2heg-0.2(K+δDeg) heg—滚刀的齿顶高 δDeg —滚刀的外径偏差
过去的标准是长度近似与外径相等,现在滚刀的长度.
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大大增加，好处是可以多次轴向位移，降低滚刀的使用成 本。目前我公司的滚刀最长150mm，最小的滚刀外径32mm, 长度40mm。当然也不能太长，太长,滚齿机上的刀架长度 不够；另外数控滚齿机上有时要同时安装两把刀，滚刀的 长度就不能太长了。
滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法
滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法滚筒式碎边剪刀是制造弹簧线、电机线等电器线用的一种专用剪刀。
滚筒式碎边剪刀具有剪切线材的功能，并能自动收线。
在生产过程中，滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法是非常重要的环节之一。
1. 隙线检测：隙线是指滚筒式碎边剪刀两个切割刀片之间的间隙。
隙线大小的合理与否将直接影响到剪刀的剪切效果。
隙线过大会导致剪切线材时出现切口不整齐、线材变形等情况；而隙线过小则会使剪切力增大，降低剪切效率。
在隅线下检验中，要检查剪刀的隙线是否符合要求，一般要求隙线在0.1-0.2mm之间。
2. 刀片磨损检测：滚筒式碎边剪刀的切割刀片是剪切线材的重要部件，其切削效果将直接影响到剪切质量。
在隅线下检验中，要检查剪刀的刀片是否磨损严重。
一般来说，如果刀片已经明显磨损，就需要及时更换刀片，以保证剪切效果。
3. 机械部件检测：滚筒式碎边剪刀是由多个机械部件组成的，包括滚筒、电机、减速器等。
在隅线下检验中，要检查这些机械部件是否正常运转，是否存在异常噪音或异味。
如果发现异常情况，需要及时进行维修或更换。
4. 电气部件检测：滚筒式碎边剪刀还有很多电气部件，如电机、电线、电源等。
在隅线下检验中，要检查这些电气部件是否正常工作，是否存在短路、漏电等情况。
还要检查电气接线是否牢固，是否存在接触不良等问题。
5. 安全保护检测：滚筒式碎边剪刀是一种较为危险的设备，因此其安全保护措施非常重要。
在隅线下检验中，要检查安全保护装置是否完好，如是否有紧急停机装置、防护罩、安全开关等。
如果发现安全保护装置存在问题，应及时进行修复或更换，确保操作人员的安全。
滚筒式碎边剪刀隅线下检验方法是确保剪刀正常工作、剪切质量良好的关键一环。
通过对隅线、刀片、机械部件、电气部件和安全保护装置的全面检测，可以及时发现问题并进行修复，保证滚筒式碎边剪刀的正常运行。
滚刀工作原理
滚刀工作原理
滚刀工作原理可简述如下：滚刀是一种常见的金属加工工具，其原理是通过在金属工件上施加压力和旋转力，使滚刀牙齿逐渐切削工件，从而达到加工的目的。
滚刀通常由一个刀具柄和多个平行排列的刀牙组成。
每个刀牙都有一个锋利的后沿，称为刀面，用于切削金属工件。
在工作时，滚刀通过进给机构在工件表面进行一定的进给，同时旋转以产生切削力。
刀牙上的刀面接触到工件表面后，不断向前推进，造成金属屑的切削脱离，直到将工件所需部分彻底切削下来。
滚刀的切削过程可以细分为三个阶段：进给、切削和退出。
进给阶段是指滚刀通过进给机构将刀牙推向工件表面的过程，这一步完成后刀牙与工件接触。
切削阶段是滚刀开始旋转和推进工作件，刀面与工件表面间的间隙逐渐变小，金属被切削下来。
退出阶段是指刃口从工件表面退出的过程，即完成一次切削后的返回过程。
滚刀的切削效果较好，因为相比其他加工方式，滚刀切削时能产生较大的切向力，有利于改善切削表面的质量。
同时，滚刀的切削力分布相对均匀，有助于减小工件变形和提高加工精度。
需要注意的是，滚刀适用于切削较大直径的金属材料。
滚刀切削时，需要选择合适的转速、进给速度和刀具材料，以确保切削效果和工具的使用寿命。
《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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感谢您的观看
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
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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
滚刀的结构及检测-个人总结.
当然，过大的滚刀外径也会给锻造、热处理和机械 加工带来困难，同时也增加刀具材料消耗和滚刀的成本, 增加滚齿机刀杆的回转空间。另外有的齿轮受到结构限 制，大直径滚刀会把其他有用的部位切削掉。
2.滚刀的长度
滚刀长度由螺纹部分的长度和两端轴台的长度所组 成，滚刀的螺纹部分除去不全齿以外，应至少具有包络 出被切齿面两侧完整齿形所需长度，以及切削斜齿轮时 所必须的增加量。为避免滚刀个别负荷大的刀齿因早期 磨损造成切削齿不能充分利用的不足，滚刀的长度还应 包括用作轴向位移的增加量，以延长两次重磨之间的使 用寿命。 过去的标准是长度近似与外径相等,现在滚刀的长度.
厚的偏差。
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16.触角高度偏差：δ 17.触角长度偏差：C
H
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Sin rf= e/ rfg
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前刃面偏位值e是滚刀设计、制造和检查的依 据，它的误差直接影响滚刀齿形的精度。滚刀重磨 后，e应保持不变。 正前角滚刀的齿形，如在万工显上进行测量则 应规定前刃面的齿形角。 前刃面齿形角
tg fn cos f Sin f Sin f tg q Cosf
精加工：Sfng=1/2（兀mn）-△S ②滚刀的齿高
齿顶高：heg=（f+c*）mn 齿根高：hig=（f+c*）mn 齿全高：hg=
heg+ hig
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4.剃前滚刀的触角高度和长度
①触角高度H：可根据留剃余量和齿轮齿根的沉割深度而 定。沉割深度一般取0.03～0.04mm。 触角高度一般在0.04 ～0.13mm。 ②触角长度C：
滚刀工作原理分析
滚刀工作原理分析(共6页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-滚刀工作原理分析盘形滚刀简称盘刀，是隧道掘进机滚压破岩常用的一种刀具型式，典型的盘刀一般由刀圈、轮毂和轴组成。
盘形滚刀在各类隧道掘进机上使用非常广泛，主要用于全断面岩石隧道掘进机、盾构及顶管设备。
过去盘形滚刀主要用于全断面岩石隧道掘进机刀盘破岩，随着隧道及地下工程的快速发展，所遇到地层复杂性逐渐增加，开始在盾构刀盘上使用盘刀(同时布置切刀和滚刀)，形成所谓的复合式盾构，以应对各种软硬不均或富水地层，如砂卵(砾)石地层、风化岩地层及越江、跨海隧道的高水压地层_1]。
实践证明，这种盾构对地层具有良好的适应性，大大拓展了盾构的适用范围。
国际上现在有研发全能隧道掘进机的趋势，复合式盾构应该是全能隧道掘进机的一种雏型。
1 盘形滚刀的受力及破岩机理每把盘形滚刀在切割岩石的过程中，刀刃与岩石之间都存在3个方向的相互作用力：(1)法向推压力FN，指向开挖面，由刀盘的推力提供；(2)切向滚动切割力FR，指向滚刀切向，由刀盘转矩提供；(3)滚刀边缘的侧向力FIJ，由滚刀对岩石的挤压力和刀盘旋转的离心力所产生，指向刀盘中心，其数值较小，与其它2个力不属于同一数量级，一般不考虑。
3个方向的作用力见图1。
切向滚动切割力主要取决于推力、切深及滚刀直径。
盘刀直径一定，切深越大，所需滚动切割力越大；切深确定时，滚动切割力随盘刀直径的增大而减小。
刀盘工作时，滚刀先与开挖面接触，在推力作用下紧压在岩面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。
盘形滚刀在刀盘的推力和转矩共同作用下，在掌子面上切出一系列同心圆沟槽。
刀盘旋转并压人岩石的过程中，盘形滚刀对岩石将产生挤压、剪切、拉裂等综合作用，首先在刀刃下会产生小块破碎体，破碎体在刀刃下被碾压成粉碎体，继而被压密形成密实核，随后密实核将滚刀压力传递给周围岩石，并产生径向裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成岩石碎片，整个过程如图2所示。
滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法
滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法滚筒式碎边剪刀是一种常见的用于裁剪纺织品的机械设备。
在生产过程中，由于长时间的使用和摩擦，滚筒式碎边剪刀的隙线可能会出现变形或磨损。
为了确保滚筒式碎边剪刀的正常使用和裁剪效果，必须进行隙线下检验。
本文将介绍滚筒式碎边剪刀隙线下检验方法。
一、隙线下检验概述1.准备工作：a.清洁滚筒式碎边剪刀：先将剪刀表面的尘土等杂质清扫干净，再用布蘸少许油脂擦拭剪刀表面，以保证隙线下检验的精度。
b.准备示量工具：通常情况下，我们会使用游标卡尺进行隙线下检验。
确保游标卡尺的准确性，校准好读数。
2.检验步骤：a.确定检验点：根据需要检验的剪刀部位选择检验点，通常选择距离剪刀尖端一段距离处作为检验点。
b.按压剪刀：将剪刀封口处固定在工作台上，确保剪刀表面垂直于工作台面。
c.选择测量位置：在检验点处用游标卡尺测量隙线的高度，记录读数。
d.平移测量：在检验点处用游标卡尺依次向剪刀尖端平移测量，记录每个位置的读数。
e.绘制曲线：将每个位置的读数连线，得到一条曲线。
根据曲线的形状和变化来判断隙线的均匀性和大小。
f.分析结果：根据曲线的变化，判断隙线的大小是否符合要求。
如果曲线呈现平缓的上下波动，且无明显的突变或拉大现象，则说明隙线正常；如果曲线呈现锯齿状或出现明显的拉大现象，则需要进行调整或更换。
3.调整方法：a.隙线过大调整：使用调整螺栓或调整螺母调整隙线大小，适当加大隙线，但不能过大，以免影响裁剪效果。
b.隙线过小调整：使用专用的磨削工具对刃口进行修整，逐渐增加隙线的大小，直到符合要求为止。
三、注意事项1.在进行隙线下检验时，操作人员需要戴上手套和安全眼镜，以免发生意外伤害。
2.检验过程中，要注意保持工作环境的整洁和干净，避免灰尘和杂质进入剪刀内部，影响检验结果。
3.隙线下检验应定期进行，可以根据生产量和使用情况决定检验的频率，以保证剪刀的正常使用和裁剪质量。
总结：滚筒式碎边剪刀隙线下检验是保证剪刀正常工作和裁剪效果的重要环节。
齿轮工艺员必备的滚刀知识
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：
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
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
*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
TBM盘形滚刀的质量控制及其检测维修技术
TBM盘形滚刀的质量控制及其检测维修技术摘要：西康铁路秦岭隧道出口及西南铁路桃花铺1号隧道TBM施工中，在消化引进技术的基础上，对盘形滚刀的损坏规律进行了深入的分析，对如何提高盘形滚刀的寿命、降低刀具消耗进行了深入的研究，并取得了很好的成果，刀具故障率降低，刀具使用寿命得以提高，因而提高了掘进速度,降低了掘进成本,形成了技术经济性能优良的盘形滚刀检测维修技术，可供TBM施工参考。
关键词：隧道掘进机刀具盘形滚刀检测维修TBM（隧道掘进机）作为长大隧道施工最有效的大型机械，掘进时使用在刀盘上安装的盘形滚刀刀刃楔入岩体破碎岩石，刀盘转动带动滚刀在掌子面上滚动进行连续破岩，刀盘被向前推进，滚刀破岩掘进形成洞身。
安装在TBM刀盘上的盘形滚刀是TBM的专有工具，其技术性能的优劣是扩大TBM施工适用范围和降低施工造价的关键技术之一，国外各著名TBM生产厂家对刀具都进行了长期的研究，不断改进TBM 刀具的性能，使产品具有竞争力。
但刀具性能必须在施工中正确使用才能充分发挥。
施工中要对使用的刀具进行严格检测并及时维修，使上机掘进的刀具性能可靠，减少掘进中刀具故障，以提高机器的利用率，从而提高掘进速度；正确使用刀具还必须包括正确更换刀具及其备件，从而降低刀具消耗。
正确使用刀具不仅可提高掘进速度还可从以上两个方面来降低隧道掘进成本。
尤其在硬岩中掘进其重要性更为明显。
西康铁路秦岭隧道出口及西南铁路桃花铺1号隧道TBM施工中，在掌握消化引进技术的基础上，对TBM施工中的刀具技术进行了深入的研究，形成了一套符合我国施工条件、可操作性强的检测维修技术，并取得了很好的技术经济效果。
笔者参加这两条隧道施工的刀具使用与研究，本文是对TB880E型掘进机的17＂盘形滚刀检测和维修技术的总结，可供借鉴。
1TBM施工对刀具整备的技术要求TBM施工中的刀盘检查、刀具更换、刀具维修等一系列为使刀盘上的刀具处于良好状态的工作统称为刀具整备，是TBM施工作业的重要组成部分，对隧道施工进度与造价有直接影响，且专业性强，是TBM 施工技术的重点之一。
滚刀
1.基本蜗杆表面 2.侧刃后面 3.齿轮滚刀刀刃 4.前面 5.铲制顶刃后面
6.齿轮滚刀每次重磨后的位置
图3.4 齿轮滚刀的基本蜗杆及刀刃位置
第三章
滚刀的法向齿形 标准滚刀的法向齿形
现代数控机床一般要求结构 （外径，螺旋槽，前角等）无关，是唯一 的
切入部分刀齿
滚刀齿顶
滚刀磨损特点
切入部分刀齿占切削负荷的80%
切腹部分刀齿齿顶负荷最大 最大磨损位置随被切齿轮轮数多少而变化
第三章
齿角磨损
原因：
齿角切削阻力大，切温高，散热条件差 齿厚薄，齿角处有刮削 若被加工材料韧性大，则切温更高，更易磨损
减轻齿角磨损方法：
2
3
第二章
齿轮滚刀的发展
齿轮滚刀的使用范围：不局限于齿轮和蜗轮
，发展到花键轴，键轮等特性工件 由于新的滚刀材料的采用滚刀桔构的改进和 制造精度的提高等，齿轮滚刀得到了重大的 发展
图2.1
第二章
齿轮滚刀材料的发展
目的：
提高滚刀的耐用度 提高滚刀的生产率 用来精加工难加工材料及淬硬齿轮
新品种刀具材料主要分为两类：
优质高速钢 硬质合金
第二章
滚刀结构的改进
目的：
提高滚刀的切削性能，滚齿生产率，齿轮的加
工精度 改善滚刀的制造工艺
第二章
改善滚刀的切削性能 刀具切削部分的几何参数
刀具的切削性能与刀具切削部分的几何参
数（前角和后角）有着很大的关系 长期以来，滚刀的前角为0度，顶刃后角在 7-12度，这使得滚切速度得到限制 实验发现，加大前角，提高速度，耐用度 不变，增加后角，能提高耐用度 前角和后角过大会使加工产生崩刃现象
滚刀轴承损坏原因及检测方法
滚刀轴承损坏原因及检测方法一滚刀轴承损坏原因在掘进机施工中，主要是依靠滚刀对岩土、土层和砂石等进行开沟、碾压、破碎和切削等。
由于滚刀承受巨大的载荷和冲击，剧烈的摩擦和高温，各部分的连接性能、密封性能非常容易被破坏，其中滚刀轴承的损坏对滚刀寿命影响重大，因此有必要研究滚刀轴承的损坏原因。
滚刀轴承损坏的主要原因有一下几个方面[1]：1由于破岩过程中切削力不稳定，刀具产生很大的振动，可能造成滚压破岩中滚刀轴承运转不平稳，在强大外力和自身不停运转发生的作用下轴承会很快散掉，如图1所示。
2如果滚刀出厂时滚动扭矩过大，在掘进机掘进过程中由于岩层阻力作用，滚刀易只随刀盘公转而不能自转，这样滚刀易出现弦磨或偏磨等现象，如果滚刀的装配扭矩过小，使用时因刀体和刀轴的反复震动，也易致使轴承的损坏，如图2所示。
3滚刀的气密性是滚刀的一项重要指标，一旦出现漏气现象，刀具的润滑区域会很快进入尘土导致轴承破坏，如图3所示为一轴承进浆的滚刀。
图1 滚刀轴承剥落图2 滚刀偏磨图3 滚刀轴承进浆4当在滚刀出厂前或维修检测时，若轴承跑合运转不平稳，在实际掘进机掘进中轴承很快会散掉。
5若滚刀滚动扭矩过小时（切深太小），滚刀轴承可能会产生振动，影响轴承寿命。
二针对轴承损坏的检测方案1测量轴承振动由于轴承在滚刀扭矩过小，以及跑合转动不平稳是都会产生异常振动，因此可以通过检测轴承振动来判断轴承的工作状态，及早发现轴承及滚刀故障。
2测轴承转速理论上，滚刀在滚切岩石时，滚刀在岩石上做纯滚动运动。
而一旦出现故障（如轴承损坏等），滚刀将会在岩石上滑动，造成滚刀偏磨现象，降低滚刀寿命。
因此，对于正常工作的滚刀，在刀盘转速、滚刀直径，滚刀距刀盘轴心位置确定的情况下，那么滚刀的转速应该是确定的。
进而可以利用这一规律，通过测滚刀（轴承）转速，比较测量值与理论值，就能知道滚刀的工作状态。
3测量轴承载荷在掘进过程中，若刀盘推力太大，轴承所承受的径向力就会很大，可能会直接压溃滚子，破坏轴承。
齿轮滚刀专题知识讲座
齿轮滚刀与插齿刀加工齿轮旳比较 复杂刀具设计
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复杂刀具设计
（2） 齿轮滚刀旳安装 滚刀安装到机床上后来，先要用千分表检验滚刀两 端轴台旳径向跳动量，使其不超出允许值，且两轴 台旳跳动方向和数值应尽量一致，以免滚刀轴线在 安装中产生偏斜。
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2．滚刀旳重磨
复杂刀具设计
(1)滚刀重磨旳条件：
齿面粗糙度Ra值不小于3.2um、有光斑或出现许多毛刺、声音 不正常或滚刀背面磨损超出允许值(精切0.2mm～0.5mm，粗 切0.8mm～1.0mm)。
重磨直槽滚刀时，砂轮工作面(锥面)母线应是直线，才干 磨出平直旳前刀面。
重磨螺旋槽滚刀时，直母线旳 锥面砂轮会磨出凸状旳前刀面。 前刀面中凸旳程度伴随滚刀容 屑槽螺旋角旳增大而加剧，所 以该值不小于8°～10°时，必 须按某种曲线修整砂轮，以磨 出直线性好旳前刀面。砂轮截 形曲线可用计算法求得，滚刀 刃磨机床上旳砂轮修整装置， 应确保修整出旳砂轮截形接近 计算成果。
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复杂刀具设计
(3)前刀面与滚刀轴线旳平行性误差 这是因为滚刀在磨刀机床上旳安装误差引起旳。 这种误差使滚刀各刀齿旳侧刃依次并逐渐离开正确旳基 本蜗杆表面，而顶刃旳外经也形成锥度，造成被加工齿 轮齿形向一侧歪斜。 检测直槽滚刀前刀面与滚刀轴线旳平行性误差时，只 需将千分表沿滚刀旳轴线方向移动即可。
复杂刀具设计
第六章 齿轮滚刀
1
复杂刀具设计
一、齿轮滚刀旳工作原理
滚齿原理：滚齿旳过程相当于一对螺旋齿轮啮合滚动旳过程。 将其中一种旳齿数降低到一种或几种，类似于蜗杆开槽并铲 背后，就成了齿轮滚刀。
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复杂刀具设计
1.滚切直齿圆柱齿轮 1) 所需旳运动 (1) 展成运动：是形成渐开线（母线）旳运动。 (2)是滚刀旳旋转运动B11和工件旳旋转运动B12旳复合运动。 (2) 进给运动：是形成齿宽（导线，直线）旳运动。 滚刀需作轴向旳直线运动A2。
滚刀授课内容
齿轮滚刀的设计及通用性验算一前言我厂是中小模数齿轮生产的专业厂，用于加工齿轮的最常用的刀具-滚刀在我厂的应用非常普遍，批量化生产和单件小批量生产所需的滚刀大部分都属于专用滚刀，需要进行单独的设计与制造。
二齿轮滚刀的加工原理：齿轮滚刀加工齿轮的原理，就是一对螺旋齿轮的啮合过程。
滚刀实质就是一个具有一定切削角度的蜗杆。
滚刀切削刃所在的蜗杆，称为滚刀的基本蜗杆。
目前我们常用的滚刀是阿基米德滚刀，其轴向截面为直线齿形。
三齿轮滚刀的分类:齿轮滚刀按结构分为整体和镶片两种；按模数可分为大、中、小三种；按用途可分为粗、精两种；按精度等级又可分为四种：AA级滚刀（用于加工7级齿轮），A级滚刀（用于加工8级齿轮），B级滚刀（用于加工9级齿轮），和C级滚刀（用于加工10级齿轮）。
四齿轮滚刀的结构参数：１1，小模数齿轮滚刀为了能使刀齿顶部形成切削后角，其槽形角一般取45,并适当增大槽底圆弧半径。
由于小模数齿轮滚刀螺纹升角很小，故容屑槽做成平行于其轴线的直槽。
2，滚刀的外径：滚刀的外径是一个重要的结构尺寸，其大小直接影响到其它结构参数的合理性。
一般情况，精度要求高的齿轮，滚刀的外径应选择大一些，精度底的齿轮，滚刀外径可选择小一些，因为滚刀外径越大，则分圆螺纹升角越小，滚刀的近似造型误差越小，可提高齿形的设计精度。
滚刀外径大可使孔径增大，从而增加滚刀心轴的刚性。
同时，滚刀外径的增大，还可以使容屑槽数目增加，减少切齿时齿轮齿面的包络误差，减小滚刀单齿的切削负荷，提高齿轮的耐用度和齿轮表面光洁度。
同时，滚刀的外径也要考虑零件和机床的结构特点。
我厂齿轮滚刀外径尺寸一般为Ф25，Ф32（加工模数小于1的齿轮）Ф50 Ф63(加工模数大于1的齿轮)。
3，滚刀外径偏差按d10(GB159-59)规定。
4. 滚刀的孔径及精度：滚刀的孔径主要是由外径决定的,滚刀外径越大，其孔径可相对增大，从而增加滚刀心轴的刚度，加工中能采用２较大的切削规范，提高加工效率。
盾构滚刀简介
17”盘型滚刀结构和技术参数介绍图1目前国内生产盾构刀具的厂家相当多。
在关键部件轴承的选择，国内多选择USA的“铁木肯”系列轴承。
海瑞克选poland的SKF系列轴承。
所选都是世界知名品牌。
我认为所有设计都围绕该部件为基准来设计的，所有我定为关键部件。
（图3）刀圈多为H13钢（USA牌号，国内和热做模具钢接近的合金钢材料），热处理后HRC55-60.与刀榖做过盈配合（过盈量在0.15-0.25mm），预热套装到刀榖配合位置。
在加挡圈以防止刀圈外脱。
轴多采用轴承钢之内的材料；刀榖，上下端盖采用合金结构钢材料锻打，调质后加工而成。
下端盖与轴配合目前国内的产品多为间隙配合在加工楔口防止转动，以O型圈做密封的方法设计的，而海瑞克是下端盖与轴为小过盈的紧配合。
上端盖采用与轴的螺纹配合，通过4个环形阵列的扳手孔旋紧到轴上。
（扳手要自己做）浮动密封的浮动环目前也有大约2种加工情况，一种车床加工再做表面处理的，在研磨；一种为时效处理后磨床加工的，在研磨的。
相比后者较好。
浮动密封的胶圈要恢复性好，弹性好，耐油。
（图4）防尘密封主要国内厂家的一些滚刀有这个设计，海瑞克没见到过，所以上图片中没有显示。
就是在刀榖与上下端盖的间隙处，在刀榖内加工环槽，在里面安装密封条与端盖发生小摩擦以防止岩层粉末进入刀体内。
除单刃滚刀外还有双刃，3刃等多种滚刀，即在刀榖上安装多个刀圈，分单个刀榖上安装2个刀圈；多个刀榖上安装多个刀圈（多为中心滚刀图5）以海瑞克17”滚刀出厂标准，刀圈外径为17英寸，扭矩约24-35n.m，刀圈HRC55-60（未做准确测量，凭经验和粗测设备估计和参照国内出厂数据）图3图。
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9.齿顶径向圆跳动
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10.齿形误差：在轴向截面的测量范围内，容纳实
际 齿形的两条理论直线齿向间的法向距离。
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11.刀齿前刃面的非径向性：在测量范围内，
容纳实际刀齿前刃面的两个平行于理论前刃面的平面间距 离
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当然，过大的滚刀外径也会给锻造、热处理和机械 加工带来困难，同时也增加刀具材料消耗和滚刀的成本, 增加滚齿机刀杆的回转空间。另外有的齿轮受到结构限 制，大直径滚刀会把其他有用的部位切削掉。
2.滚刀的长度
滚刀长度由螺纹部分的长度和两端轴台的长度所组 成，滚刀的螺纹部分除去不全齿以外，应至少具有包络 出被切齿面两侧完整齿形所需长度，以及切削斜齿轮时 所必须的增加量。为避免滚刀个别负荷大的刀齿因早期 磨损造成切削齿不能充分利用的不足，滚刀的长度还应 包括用作轴向位移的增加量，以延长两次重磨之间的使 用寿命。 过去的标准是长度近似与外径相等,现在滚刀的长度.
1 2 2 2 C mz Sin fn - Sin fn R e - 0 h eg 2 分别为相啮合齿轮的外圆半径和基圆半径 Re 、r0 —
Z —相啮合齿轮的齿数
fn —分圆压力角
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对于变位齿轮，C值
1 2 C h eg X1m 21Sin fn mz1Sin fn 2
齿轮滚刀的结构 与检测
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一、齿轮滚刀的基本结构参数
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1.滚刀的外径
齿轮滚刀的外径是一个很重要的结构尺寸,其大小直 接影响到其他结构参数的合理性 —精度高的齿轮，滚刀的外径应大些 外径愈大,分度圆螺旋升角愈小,因而可使滚刀的近似 造型误差愈小,提高齿形的设计精度. —外径大些可使孔径增大,增加滚刀芯轴的刚度,能采用 较大的切削规范，提高切齿效率。 —外径大可使容屑槽的数量增加,减少切齿时齿轮齿面 的包络误差,减小滚刀单齿的切削负荷,提高齿轮齿面的粗 糙度和滚刀的耐用度。
①滚刀的法向齿厚 粗加工：Sfng=1/2（兀mn）
精加工：Sfng=1/2（兀mn）-△S ②滚刀的齿高
齿顶高：heg=（f+c*）mn 齿根高：hig=（f+c*）mn 齿全高：hg=
heg+ hig
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4.剃前滚刀的触角高度和长度
①触角高度H：可根据留剃余量和齿轮齿根的沉割深度而 定。沉割深度一般取0.03～0.04mm。 触角高度一般在0.04 ～0.13mm。 ②触角长度C：
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5.滚刀三转内切削刃的螺旋线误差（左右两侧） 6.相邻切削刃的螺旋线误差
相邻切削刃与内孔同心圆柱表面的交点对理论螺旋线 的最大轴向误差。
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7.最大齿距偏差：在任意一排齿上，相邻刀齿轴向齿距
的最大偏差。
P mn
8.任意三个齿距长度内的最大齿距累积偏差
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计算右旋滚刀左侧刃与左旋滚刀右侧刃齿形角时用“+” 计算右旋滚刀右侧刃与左旋滚刀左侧刃齿形角时用“-”
2.剃前滚刀
①带触角的剃前滚刀
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②带触角及齿顶修缘的剃前滚刀
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如果是单圆弧滚刀
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3.滚刀的齿厚和齿高
12.刀齿前刃面与内孔轴线的平行度：在靠近分圆处的测量范
围内，容纳实际前刃面的两个平行于理论前刃面的平面间的距离。 （直槽）；如果是螺旋槽，则测量其导程。
13.容屑槽齿距的最大累积误差：任意两个刀齿前刃面间 相互位置的最大误差。
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14.容屑槽的相邻齿距：在滚刀分圆附近的同一圆
K Zg T
K Zg T
右边
正负号：上面符号用于右旋滚刀，下面符号用于左旋滚刀
az—滚刀轴向齿形角
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T —容屑槽导程
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对于直槽滚刀，容屑槽的导程T=∞,则左右侧刃的齿形
角都相等，等于滚刀的轴向齿形角ａ源自 。Ctgａz = Ctgａfn·Cosλf
上式可计算阿基米德直槽0°前角的轴向齿形角。
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当采用正前角时，滚刀的轴向齿形角必须要
修正计算，其左右齿形角相等
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Ctg z Ctg fn Cos f (1
K—径向铲背量
Zg K e 2
2 fg
Cos f
)
e—滚刀前刃面偏位值
rfg —滚刀分圆半径
rf —滚刀分圆前角
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差别；当λ> 5°时，容屑槽要做成螺旋槽。 滚刀容屑槽数关系到切削过程的平稳性、齿形精度和 齿面粗糙度，以及滚刀每次重磨后的耐用度和使用寿命。 但是容屑槽数过多，如果外径不变，刀齿的宽度减小，会 使滚刀的可重磨次数减少。
4.滚刀的切削角度
1）前角
0°前角：便于制造和测量。 正前角：能改善切削条件，提高滚刀的耐用度。尤其 是大模数滚刀螺纹升角较大，效果更加显著。 负前角：一般不用。
刀重磨后齿形不发生变化；同时又要保证最小的侧刃后角 ，使滚刀不易磨损。侧刃后角ac应不小于3°
tgac=Zg · K ·Sinafn/（兀· Deg afn—滚刀分圆法向齿形角
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)
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5.滚刀的分度圆直径与螺纹升角
分度圆直径：dfg=Deg-2heg-0.2(K+δDeg) heg—滚刀的齿顶高 δDeg —滚刀的外径偏差 螺纹升角：sinλf=n.mn
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0°前角
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正前角
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2）顶刃后角：是滚刀设计时的一个理论参数。
精加工取7 °～9 °;粗加工加大到 12 °～15 °; 一般取10 °～12 °; 在实际中我们用径向铲背量表达:
K=兀·Deg·tgae/Zg
Deg—外径； ae —顶刃后角； Zg — 容屑槽数 3）侧刃后角 ：与顶刃后角保持一定的关系，以保证滚
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大大增加，好处是可以多次轴向位移，降低滚刀的使用成 本。目前我公司的滚刀最长150mm，最小的滚刀外径32mm, 长度40mm。当然也不能太长，太长,滚齿机上的刀架长度 不够；另外数控滚齿机上有时要同时安装两把刀，滚刀的 长度就不能太长了。
3.滚刀的容屑槽
滚刀的容屑槽做成与轴心线平行的叫直槽； 滚刀的容屑槽做成垂直于滚刀的螺纹叫螺旋槽。 直槽滚刀不仅能提高制造和刃磨精度，而且易检查，因此 现在大部分都采用直槽。 直槽滚刀左右两侧刃的切削条件不一致，当滚刀的螺纹升 角λ ≤5°时，直槽滚刀不引起被加工齿面质量有明显的
Sin rf= e/ rfg
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前刃面偏位值e是滚刀设计、制造和检查的依 据，它的误差直接影响滚刀齿形的精度。滚刀重磨 后，e应保持不变。 正前角滚刀的齿形，如在万工显上进行测量则 应规定前刃面的齿形角。 前刃面齿形角
tg fn cos f Sin f Sin f tg q Cosf
周上，两相邻齿距的最大误差。
15.齿厚偏差：在理论齿高处，测量的齿厚对公称齿
厚的偏差。
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16.触角高度偏差：δ 17.触角长度偏差：C
H
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X1 —小齿轮的变位系数
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z
— 小齿轮的齿数 —小齿轮渐开线上的开始点或终止点的曲率半径 。
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三.齿轮滚刀的检测
1.孔径偏差： 22
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2.轴台径向跳动
3.端面跳动 4.滚刀一转内切削刃的螺旋线误差（左右两侧）
在滚刀一转内，切削刃与内孔同心圆柱表面的交点 对理论螺旋线的最大轴向误差。
n
/dfg
—滚刀头数 二.滚刀的齿形：有两种：阿基米德滚刀和法向直
廓滚刀。应用广泛的是阿基米德滚刀。 1.标准滚刀：是刀齿侧铲面与前刃面的交线，对于螺旋槽 滚刀，是一条空间曲线。
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阿基米德滚刀在轴向截面的齿形是直线。角 度大小为：
左边
Ctg zz Ctg z
Ctg zy Ctg z