滚刀设计PPT幻灯片课件
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案例刀具设计PPT课件
②刀头最前端的刀尖便于进行戳、挑、刺等操作。 ③刀背略凹，与刀身整体形状相呼应，并利于另一只手辅助施力。刀身
两侧开有防粘连凹槽，能有效地防止被切割物粘在刀身上阻碍视线， 节省了切莱时去除粘贴物的时间，提高了工作效率。
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(四) 材料
刀柄采用本质或电木材料；刀体选择马氏体不锈钢3Crl3。
第24使用者主要是成年人，使用者群体可定位在20～50岁的 年龄段，应同时适合男性和女性使用
第25页/共35页
2 尺寸计测
第26页/共35页
第27页/共35页
第28页/共35页
第29页/共35页
3 新方案设计
(一) 刀柄形状
刀柄外形与人手持握的弧线相吻合。椭圆形截面使人持握时有稳定 感，舒适、易于施力、不旋转。鱼腹形(中间突起)刀柄，可以防止轴向 滑脱。在刀柄上方增加了竖捏拇指按结构(凹坑)，在两侧均添加了横握 拇指按压结构(凹坑)，见图，它可以同时满足惯用右手和惯用左手操作 者的操作需要。此外，还增加了食指保护结构(护板)，见图。这些结构 可使拇指、食指免受较大的局部压应力，避免了拇指直接按在金属刀 身上所产生的不适感；增加了持握的稳定性和操作的舒适性。
是前面两者的综合，适应面较广。
第22页/共35页
（三）材料分析
1) 刀片材料 由于不锈钢具有在腐蚀性介质中高度稳定、高硬度、高耐磨性、
易清洁和美观等特点，绝大多数厨刀均选用不锈钢作为刀身材料。 3Crl3，7Crl7M，Mo717-1、Mo717-2、Mo717-3等型号的不锈钢 都是很好的刀身材料。在添加了Mo元素后，不锈钢可以具有更好的韧 性和耐磨性。
第20页/共35页
资料：工具的把手与 工作部分成10°左右 角时，效果较好。通 过计测，本设计取该 角度为12·。
两侧开有防粘连凹槽，能有效地防止被切割物粘在刀身上阻碍视线， 节省了切莱时去除粘贴物的时间，提高了工作效率。
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(四) 材料
刀柄采用本质或电木材料；刀体选择马氏体不锈钢3Crl3。
第24使用者主要是成年人，使用者群体可定位在20～50岁的 年龄段，应同时适合男性和女性使用
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2 尺寸计测
第26页/共35页
第27页/共35页
第28页/共35页
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3 新方案设计
(一) 刀柄形状
刀柄外形与人手持握的弧线相吻合。椭圆形截面使人持握时有稳定 感，舒适、易于施力、不旋转。鱼腹形(中间突起)刀柄，可以防止轴向 滑脱。在刀柄上方增加了竖捏拇指按结构(凹坑)，在两侧均添加了横握 拇指按压结构(凹坑)，见图，它可以同时满足惯用右手和惯用左手操作 者的操作需要。此外，还增加了食指保护结构(护板)，见图。这些结构 可使拇指、食指免受较大的局部压应力，避免了拇指直接按在金属刀 身上所产生的不适感；增加了持握的稳定性和操作的舒适性。
是前面两者的综合，适应面较广。
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（三）材料分析
1) 刀片材料 由于不锈钢具有在腐蚀性介质中高度稳定、高硬度、高耐磨性、
易清洁和美观等特点，绝大多数厨刀均选用不锈钢作为刀身材料。 3Crl3，7Crl7M，Mo717-1、Mo717-2、Mo717-3等型号的不锈钢 都是很好的刀身材料。在添加了Mo元素后，不锈钢可以具有更好的韧 性和耐磨性。
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资料：工具的把手与 工作部分成10°左右 角时，效果较好。通 过计测，本设计取该 角度为12·。
现代滚刀与标准滚刀的差异ppt课件
汉江工具有限责任公司
.
干滚削和其工艺参数的确定原则
• 干切刀具的磨损标准是0.2mm. • 干滚削可加工的最大模数是4.5mm. • 干滚的齿坯最大强度是1200N/mm.大于这一强度的齿坯不易于干滚。 • 不推荐使用最大齿顶切削厚度பைடு நூலகம்于0.12mm的滚削。 • 齿面宽度大50mm的齿坯用干滚会使加工温度升高，影响刀具的寿命。 • 干切使带有凸角的滚刀其寿命要降低15%-20%
先进的涂层材料和高质量高合金成分使滚齿速度上升到一个新的水平， 高速钢滚刀的干滚削得以实现。
汉江工具有限责任公司
.
干滚削和工艺参数确定原则
• 干滚削是建立在高速切削的基础之上，原则上切削热的90% 应由切屑 带走。以防被加工齿轮和刀具工作温度的迅速升高。
• 干滚削常用的干切滚刀材料；REX121, REX76, S390 及 K 硬质合金。 • 常用的涂层材料是TIALN 和 ALCRONA。涂层的厚度是5-7µm. • 常用的切削用量:
汉江工具有限责任公司
.
刀具的模拟检查
.
根据被加工齿轮参数 选择滚刀的参数
在切削条件和滚刀其它参数不变的情况下；
-
滚刀槽数增加将使滚刀齿顶的最大切屑厚度减小
- 滚刀的头数增加,将使滚削的最大齿顶切屑厚度增大
- 滚刀的直径增加将使滚削的最大齿顶切削厚度减小
在滚刀和 切削用量不变的情况下,下列齿轮参数变化：
滚刀直径=118mm, 头数=1, 槽数=16, 切削速度=80m/分, 轴向进给量=2mm/齿轮每转 刀齿最大切屑厚度=0.284mm. 加工节拍为2.2’
采用了单头，多槽滚刀加工少齿数大模数齿轮在刀齿齿顶最大
切屑厚度，应力状态几乎相同的情况下，走刀量提高了五倍多. 因而提高了加
《滚刀基本知识》课件
滚刀的应用范围非常广泛，随着技术的不断发展，其应用 领域也在不断扩大。未来滚刀的应用将更加广泛，为工业 生产带来更多的便利和效益。
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。
THANKS FOR WATCHING
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
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
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
L = b + ha tan α =
' 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
' 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
第7章 齿轮刀具PPT课件
2020/11/15
17
原始剖面—变位系数等于零的剖面0—0，该面中齿顶高和分圆 齿厚都是标准的。在0—0剖面向前刀面的各剖面的变位系数为 正且逐渐增大；在0—0剖面向夹固基面的各剖面的变位系数为 负且逐渐减小。
插齿刀的本质：基圆相同、且变位系数由大到小依次排列而成 的无穷片变位齿轮的组合体。插齿刀重磨一次，得到一个新的 变位系数的齿轮。按齿轮啮合原理，新的插齿刀和重磨后的插 齿刀都能加工出与之相同的模数、齿形角但不同齿数的标准齿 轮和变位齿轮。
(1) 插齿刀的本质 ❖ 插齿刀的切削刃在前端面上的投影是渐开线，插齿刀的运动轨迹就象
一个齿轮的齿面（假想的“产形”齿轮）。Creating shape ❖ 插齿刀及其产形齿轮的基圆直径：db0=mz0cos ❖ 刀齿结构：一条顶刃和顶后刀面、两条侧刃和侧后刀面
侧刃后角
直齿插齿刀的切削刃与后刀面
2020/11/15
2020/11/15
32
齿轮滚刀(Gear Hob)
❖滚齿原理：
模拟一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程。 将其中一个齿轮的齿数减小到一或几个，轮齿的螺旋倾角很大，就成 了蜗杆。 再将蜗杆开槽并铲背，就成了齿轮滚刀。 当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮啮合的传动比关系作 旋转运动时，滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来。
圆柱齿轮加工方法：滚齿(Hobbing)、插齿(Shaping)等； 锥齿轮加工方法：刨齿(Shaping)、铣齿(Milling)等； 精加工齿轮齿面方法：研齿(Lappiong)、剃齿(Shaving)、磨
齿(Grinding)、珩齿(Honing)等。
2020/11/15
7
7.2 插齿刀结构(Gear Shaper Cutter)
第一章_滚刀的设计及应用
切削运动
2.滚齿的四个运动
(1)滚刀旋转运动
(2)滚刀沿齿的轴向进给运动
(3)工件(齿坯)配合滚刀作相应旋转运动
(4)差动分度运动(切斜齿轮时)
•
滚刀的旋转运动为主运动。加工直齿轮时，滚刀每转
一转，工件转过一个齿(当该刀为单头时)或数个齿(当滚刀
为多头时)，以形成展成运动，即圆周进给运动；为了在齿
• 但由于齿轮滚刀的分度圆柱上的螺旋升角很小，故加工出的齿 形误差也很小。特别是阿基米德滚刀，不仅误差较小，而且误 差的分布对齿轮齿形造成一定的修缘，有利于齿轮的传动。因 此，一般精加工用的和小模数(m ≤10mm)的齿轮滚刀均为阿 基米德滚刀。法向直廓滚刀误差较大，多用于粗加工和大模数 齿轮（m ＞ 10mm）的加工。
螺旋齿轮副啮合的过程，滚刀实际上是一个螺
旋角很大的斜齿轮，呈蜗杆状。滚齿时（如图 7所示），滚刀切削刃齿轮端截面内相当于齿 条平移，因此切出的渐开线齿形，是齿条运动
轨迹的包络线。因此一种模数的齿轮滚刀可以
加工出模数和齿形角相同但齿数、变位系数和
螺旋角不同的各种圆柱齿轮。
返设计图
图7 滚齿加工图
轴向进给运动 分齿运动及附加运动
滚刀的设计及应用
第一节 概述 第二节 滚刀参数的优化设计 第三节 滚齿加工参数的选取 第四节 滚刀的使用和管理 第五节 滚齿常见缺陷及消除方法
第一节 概述
• 一、齿轮滚刀的工作特点 • 二、齿轮滚刀的工作原理 • 三、齿轮滚刀的构造和规格
四、滚刀精度
几种不同结构的齿轮滚刀
图1 自制普通滚刀
图2 进口多头斜槽滚刀
三、齿轮滚刀的构造和规格
2.滚刀的主要参数 (1)滚刀外径 (3)滚刀螺旋升角 (5)滚刀的槽数 (6)模数和压力角
2.滚齿的四个运动
(1)滚刀旋转运动
(2)滚刀沿齿的轴向进给运动
(3)工件(齿坯)配合滚刀作相应旋转运动
(4)差动分度运动(切斜齿轮时)
•
滚刀的旋转运动为主运动。加工直齿轮时，滚刀每转
一转，工件转过一个齿(当该刀为单头时)或数个齿(当滚刀
为多头时)，以形成展成运动，即圆周进给运动；为了在齿
• 但由于齿轮滚刀的分度圆柱上的螺旋升角很小，故加工出的齿 形误差也很小。特别是阿基米德滚刀，不仅误差较小，而且误 差的分布对齿轮齿形造成一定的修缘，有利于齿轮的传动。因 此，一般精加工用的和小模数(m ≤10mm)的齿轮滚刀均为阿 基米德滚刀。法向直廓滚刀误差较大，多用于粗加工和大模数 齿轮（m ＞ 10mm）的加工。
螺旋齿轮副啮合的过程，滚刀实际上是一个螺
旋角很大的斜齿轮，呈蜗杆状。滚齿时（如图 7所示），滚刀切削刃齿轮端截面内相当于齿 条平移，因此切出的渐开线齿形，是齿条运动
轨迹的包络线。因此一种模数的齿轮滚刀可以
加工出模数和齿形角相同但齿数、变位系数和
螺旋角不同的各种圆柱齿轮。
返设计图
图7 滚齿加工图
轴向进给运动 分齿运动及附加运动
滚刀的设计及应用
第一节 概述 第二节 滚刀参数的优化设计 第三节 滚齿加工参数的选取 第四节 滚刀的使用和管理 第五节 滚齿常见缺陷及消除方法
第一节 概述
• 一、齿轮滚刀的工作特点 • 二、齿轮滚刀的工作原理 • 三、齿轮滚刀的构造和规格
四、滚刀精度
几种不同结构的齿轮滚刀
图1 自制普通滚刀
图2 进口多头斜槽滚刀
三、齿轮滚刀的构造和规格
2.滚刀的主要参数 (1)滚刀外径 (3)滚刀螺旋升角 (5)滚刀的槽数 (6)模数和压力角
滚刀设计
复杂刀具设计
(2)砂轮位置的调整： 砂轮和滚刀的相对位置应保证得到需要的滚刀前角。
左图为重磨零前角滚刀时砂 轮的位置。重磨时需利用 对刀样板使砂轮锥面母线 通过滚刀轴线。
复杂刀具设计
(3)砂轮表面的修形： 重磨直槽滚刀时，砂轮工作面(锥面)母线应是直线，才能 磨出平直的前刀面。 重磨螺旋槽滚刀时，直母线的 锥面砂轮会磨出凸状的前刀面。 前刀面中凸的程度随着滚刀容 屑槽螺旋角的增大而加剧，因 此该值大于8°～10°时，必 须按某种曲线修整砂轮，以磨 出直线性好的前刀面。砂轮截 形曲线可用计算法求得，滚刀 刃磨机床上的砂轮修整装置， 应保证修整出的砂轮截形接近 计算结果。
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。
复杂刀具设计
2. 设计基本蜗杆：阿基米德蜗杆 生产中大量采用的是近似造形的滚刀，它的基本蜗杆是 端面为阿基米德螺旋线的阿基米德蜗杆。 用阿基米德齿轮滚刀虽然切不出正确的渐开线齿形，但实践 证明误差可控制在一定范围内，还是可用的，且制造较方便
复杂刀具设计
复杂刀具设计
3. 设计基本蜗杆：法向直廓基本蜗杆 这种蜗杆螺旋面的形成和渐开线蜗杆的形成基本相同。 此种蜗杆在过齿槽或齿纹中点所作的并与分度圆柱上螺旋线 方向垂直的法平面中的齿形为直线，故称为法向直廓蜗杆。
第一章_滚刀的设计及应用
• 8、 滚刀的热处理及镀层
• 滚刀热处理采用盐浴炉等温淬火、盐浴 炉分级等温淬火及真空淬火等方式。淬火方 式的改进使刀具的硬度稳定地控制在一个合 理的范围内。滚刀表面采用镀TiN、TiALN和 镀碳复合纳米材料，使滚刀的耐用度大幅度 得到提高。
第三节滚刀加工参数的选取
• 一、 滚齿工作方式 • 二、 切削厚度、速度对刀具刃口温度的影响 • 三、 切削速度的优化 • 四、 走刀量的优化选取
了滚齿的切削时间。
（2）.径向进刀
用径向进刀法滚齿时，从切削开始至切至齿全深的过程中，滚刀相 对于被加工齿轮轴线作径向进给。此后终止径向进刀并开始轴向进刀， 直至切出整个齿轮，采用此方法滚齿时必须在专用滚齿机上滚切。该 方法效率高，但刀齿切削负荷会增加。
（3）.对角进刀
对角进刀法加工齿轮时，滚刀是沿与被加工齿轮轴线成一定角 度的方向进给的，因此滚刀除沿齿轮轴线进给外，还有沿滚刀轴线移 动，从而形成对角切削，这种方法需在专用滚齿机上滚切，并应采用 长度更长和精度更高的齿轮滚刀。
• 6、 滚刀长度的选择
• 我们对滚刀长度的选取原则是：根据不同设 备可窜刀长度加滚刀最短设计长度来考虑。
• 它由螺纹部位的长度和两端的轴台长度所组 成。在数控设备上取150mm，在普通设备上 取110mm左右。
• 7、滚刀材料的选择
• 分别选用了W18Cr4V、M2、M35、ASP30、硬质合 金等材料做了实验，并进行性价比分析。使用ASP30、 M35、M42制造的刀具，在高速切削方面显示出了巨 大的优势，其性价比要优于其它材料的。
数越少,最大磨损部位越靠近展成中心 (4)除上述磨损外,滚刀所特有的磨损状态---齿角
磨损
二、 齿轮滚刀的工作原理
机械制造工艺装备齿轮刀具幻灯片PPT
2—顶刃
齿
3、4—侧刃
轮
滚
5—顶后刀面
刀
6、7—侧后刀
面
1.滚刀的基本蜗杆
理论上加工渐开线齿轮的滚刀的基本蜗杆是
渐开线蜗杆，端面齿形是渐开线，齿侧表面为渐开
螺旋面。但它的轴向齿形是曲线，所以在检验时比
齿 较困难，齿侧面铲齿时，轴向是曲线，因此，必须
轮 进行轴向铲齿，所以生产中很少用。
滚 刀
实际上，生产中采用近似齿形滚刀。即：阿 基米德蜗杆滚刀和法向直廓蜗杆滚刀。
（四）
齿轮刀具的种类 齿轮滚刀 插齿刀 剃齿刀
四、齿轮刀具
教学要求：
（1）掌握滚刀的基本蜗杆、类型、结构及选用； 教 （2）掌握插齿刀的类型及选用。 学 要 求
四、齿轮刀具
教学重点：
教 滚刀、插齿刀的选用。 学 重 点
四、齿轮刀具
齿形加工方法概述
生产率高、材料 铸造
齿
消耗小、成本低
形
1.无切削加
加 件的齿形。 工
滚齿
原 理
常用的展成 法加工齿轮
插齿 剃齿
的方法有
珩齿
磨齿
滚齿
齿 形 加 工 原 理
插齿
齿 形 加 工 原 理
剃齿
齿 形 加 工 原 理
磨齿
齿 形 加 工 原 理
蜗杆砂轮磨齿
蝶形砂轮磨齿
展成法加工齿形
加工特点：
（1）同一把刀具可加工同一模数、不同齿数的所有
齿 齿轮。
形 （2）生产率高。连续分度，连续切削。
机械制造工艺装备齿轮刀 具幻灯片PPT
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滚刀基本知识 PPT
滚刀基本知识
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。
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。
齿轮滚刀的基本蜗杆
2.阿基米德螺旋线蜗杆 轴向截面齿形是直线，端面齿形是阿基米德螺旋线。 阿基米德螺旋线滚刀虽然切不吃正确的渐于生产中。
滚刀的基本尺寸及参数
2.基本尺寸：滚刀的外径、孔径和长度等。根据滚刀的用途、 规格、结构形式、和机床条件等因素来确定。 3.基本参数：法面模数
头数 旋向 导程角γ0（等于分度圆螺旋升角λ0） 压力角α0（法向压力角αn0） 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
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
齿轮滚刀的基本蜗杆
3.法向直廓基本蜗杆 法向截面齿形是直线，端面齿形是延伸渐开线。
滚刀的基本尺寸及参数
1.滚刀的形成：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。
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。
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。
齿轮滚刀的基本蜗杆
2.阿基米德螺旋线蜗杆 轴向截面齿形是直线，端面齿形是阿基米德螺旋线。 阿基米德螺旋线滚刀虽然切不吃正确的渐于生产中。
滚刀的基本尺寸及参数
2.基本尺寸：滚刀的外径、孔径和长度等。根据滚刀的用途、 规格、结构形式、和机床条件等因素来确定。 3.基本参数：法面模数
头数 旋向 导程角γ0（等于分度圆螺旋升角λ0） 压力角α0（法向压力角αn0） 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
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
齿轮滚刀的基本蜗杆
3.法向直廓基本蜗杆 法向截面齿形是直线，端面齿形是延伸渐开线。
滚刀的基本尺寸及参数
1.滚刀的形成：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。
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齿轮坯是在齿轮坯的上端面外圆E点处，则这一边的最小长度
为：
L1 (2ra h)h s0
L1是随着齿轮坯的齿顶圆半径ra增大而增大的
复杂刀具设计
为了满足第二个要求，在齿轮坯转入和转出的每边，滚刀应产 生足够的包络齿形的作用。在转入的一边，滚刀其包络作用的 长度已包括在L1之内，可以只考虑在转出的一边滚刀其包络作 用的长度L2，并考虑最后一个刀齿的最小厚度。则有：
复杂刀具设计
滚刀的基本蜗杆（产形蜗杆）：切削刃所在的蜗杆。
复杂刀具设计
1. 理论基本蜗杆：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。
复杂刀具设计
减小直径的弊处：将引起滚刀螺旋升角增大，这就会导致滚刀 的造形误差变大，精度下降。
2. 滚刀的长度
滚刀的最小长度应满足三个要求： (1) 滚刀端头的刀齿载荷不应过重； (2) 滚刀能完整地包络出被加工齿轮的全部齿形； (3) 滚刀应有充分的“窜刀”长度
复杂刀具设计
为满足第一个要求，在齿轮坯转入的一边，应使滚刀开始碰到
三、齿轮滚刀的造形（齿形）误差
复杂刀具设计
齿形误差产生的原因：由于基本蜗杆为阿基米德蜗杆，而不 是渐开线蜗杆引起的。
齿轮滚刀的齿形误差是在理论渐开线基本蜗杆基圆柱的切平 面内度量的。
轴向齿形 1表示阿基米德齿形，2表示渐开线齿形
法向齿形 Ⅰ表示渐开线齿形，Ⅱ表示阿基米德齿形
当滚刀前角γ p＝0° 时，齿形误差大小随 螺旋升角λ 0的增大而 增大。
2) 滚刀的安装
复杂刀具设计
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
a ) 右旋滚刀 滚切右旋工件
b ) 右旋滚刀 滚切左旋工件
“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
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。
(3)按切削部分材料可分为高速钢滚刀和硬质合金滚刀两类 机夹式
焊接式
复杂刀具设计
(4)按容屑槽(沟)可分为螺旋糟(沟)和直槽(沟)滚刀两类
λ0≤5º
λ0>5º
复杂刀具设计
2．精度等级 滚刀一般分为AA、A、B、C四个精度等级，分别加工7、 8、9、10级精度的齿轮，要加工更高精度的齿轮需用超 高精度的AAA级滚刀。
L2 a s0 ha tan r(tan a tan ) s0 ha tan
L2是考虑齿轮刀齿左侧面齿顶最后切成的齿形（F点）。若考 虑右侧面齿根最后切成的情形，则在齿轮坯转出的一边其包
络作用的长度为（假定齿轮的基圆与齿顶圆重合）：
L'2
b ha
tan
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第六章 齿轮滚刀
复杂刀具设计
一、齿轮滚刀的工作原理
滚齿原理：滚齿的过程相当于一对螺旋齿轮啮合滚动的过程。
将其中一个的齿数减少到一个或几个，类似于蜗杆开槽并铲 背后，就成了齿轮滚刀。
复杂刀具设计
1.滚切直齿圆柱齿轮
1) 所需的运动 (1) 展成运动：是形成渐开线（母线）的运动。 是滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12的复合运动。 (2) 进给运动：是形成齿宽（导线，直线）的运动。 滚刀需作轴向的直线运动A2。
用阿基米德齿轮滚刀虽然切不出正确的渐开线齿形，但实践 证明误差可控制在一定范围内，还是可用的，且制造较方便
复杂刀具设计
复杂刀具设计
3. 设计基本蜗杆：法向直廓基本蜗杆
这种蜗杆螺旋面的形成和渐开线蜗杆的形成基本相同。 此种蜗杆在过齿槽或齿纹中点所作的并与分度圆柱上螺旋线 方向垂直的法平面中的齿形为直线，故称为法向直廓蜗杆。
hf
sin;L2'，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为：
L L1 L2
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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 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。
2) 滚刀的安装 滚刀的安装角δ只取决于 滚刀的螺旋升角λ0。
“大小不变，左逆右顺”
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2.滚切斜齿圆柱齿轮
复杂刀具设计
1) 所需的运动
(1)展成运动：是形成渐开线（母线）的运动。 是滚刀的旋转运动B11和工件的旋转运动B12的复合运动。 (2) 进给运动：是形成齿宽（导线，螺旋线）的运动。 是滚刀架的直线运动 A21和工作台的旋转运动B22的复合运动。
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
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
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(2)按模数可分为小模数(m＝0.1mm～1.5mm)、中模数(m＝ 1.5mm～10mm)和大模数(m＝10mm～100mm)滚刀三类
3．加工范围 齿轮滚刀可加工各种外圆柱齿轮(直齿与斜齿、标准与变位齿轮)
4．齿轮滚刀已有国家标准，可根据需要选用。
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五、齿轮滚刀的基本尺寸
滚刀的基本尺寸指的是滚刀的外径、孔径和长度等。要根 据滚刀的规格、用途、结构形式和机床条件等因素确定。
1. 滚刀的外径 减小直径的利处：克服变载荷引起的振动，进而提高滚刀与齿 轮的范成速度，缩短切入切出时间，增加滚刀两次刃磨的间隔 等问题。
一直母线MN切于半径为rb0的基圆柱，且与基圆柱的端面成斜角为γb。该直线 绕基圆柱作无滑动的滚动，则其运动轨迹就是渐开线螺旋面，由蜗杆的根圆 柱和顶圆柱所截的那部分螺旋面，即为渐开线蜗杆的螺旋面。
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2. 设计基本蜗杆：阿基米德蜗杆 生产中大量采用的是近似造形的滚刀，它的基本蜗杆是 端面为阿基米德螺旋线的阿基米德蜗杆。