滾齒加工工作原理.pdf

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1、滾齒加工原理圖8-69a為滾齒加工的工作原理。滾齒時切削齒坯的刀具為滾刀，由于滾刀的螺旋升角較大，所以外形象一個蝸桿，滾刀在垂直于螺旋槽方向開槽，形成若干切削刃，其法向剖面具有齒條形狀。因此當(dāng)滾刀連續(xù)旋轉(zhuǎn)時，刀齒可視為一個無限長的齒條的移動，如圖8-69b。同時刀齒由上而下的進(jìn)行切削，保持齒條（滾刀）和齒坯之間的嚙合關(guān)系，滾刀就可在齒坯上加工出漸開線齒形，圖8-69c。滾齒加工的精度一般為8～7級，表面粗糙度Ra為3.2～1.6μm。滾齒加工是在滾齒機上進(jìn)行的，圖8-70為滾齒機外形圖。滾刀安裝在刀架上的滾刀桿上，刀架可沿著立柱垂直導(dǎo)軌上下移動。工件則安裝在心軸上。滾齒時滾齒機必須有

2、以下幾個運動：1．切削運動（主運動）即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動，其切削速度由變速齒輪的傳動比決定。2．分齒運動即工件的旋轉(zhuǎn)運動，其運動的速度必須和滾刀的旋轉(zhuǎn)速度保持齒輪與齒條的嚙合關(guān)系。其運動關(guān)系由分齒掛輪的傳動比來實現(xiàn)。對于單線滾刀，當(dāng)滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時，齒坯需轉(zhuǎn)過一個齒的分度角度，即1/z轉(zhuǎn)（z為被加工齒輪的齒數(shù)）。3．垂直進(jìn)給運動即滾刀沿工件軸線自上而下的垂直移動，這是保證切出整個齒寬所必須的運動，由進(jìn)給掛輪的傳動比再通過與滾刀架相連接的絲桿螺母來實現(xiàn)。在滾齒時，必須保持滾刀刀齒的運動方向與被切齒輪的齒向一致，然而由于滾刀刀齒排列在一條螺旋線上，刀齒的方向與滾刀軸線并不垂直。所以，必須把刀架

3、扳轉(zhuǎn)一個角度使之與齒輪的齒向協(xié)調(diào)。滾切直齒輪時，扳轉(zhuǎn)的角度就是滾刀的螺旋升角。滾切斜齒輪時，還要根據(jù)斜齒輪的螺旋方向，以及螺旋角的大小來決定扳轉(zhuǎn)角度的大小及扳轉(zhuǎn)方向。齒輪滾刀是一種專用刀具，每把滾刀可以加工模數(shù)相同而齒數(shù)不等的各種大小不同的直齒或斜齒漸開線外圓柱齒輪。在滾齒機上除加工直齒、斜齒外圓柱齒輪外，也可以加工蝸輪、鏈輪。但不能加工內(nèi)齒輪。對于加工雙聯(lián)齒輪和三聯(lián)齒輪它也受到許多限制。滾齒加工的原理及滾齒加工潤滑油的選擇1．滾齒加工原理滾齒加工是按照展成法的原理來加工齒輪的。用滾刀來加工齒輪相當(dāng)于一對交錯軸的螺旋齒輪嚙合。在這對嚙合的齒輪副中，一個齒數(shù)很少、只有一個或幾個，螺旋角

4、很大，就演變成了一個蝸桿狀齒輪，為了形成切削刃，在該齒輪垂直于螺旋線的方向上開出容屑槽，磨前、后刀面，形成切削刃和前、后角，于是就變成了滾刀。滾刀與齒坯按嚙合傳動關(guān)系作相對運動，在齒坯上切出齒槽，形成了漸開線齒面，如圖1a所示。在滾切過程中，分布在螺旋線上的滾刀各刀齒相繼切出齒槽中一薄層金屬，每個齒槽在滾刀旋轉(zhuǎn)中由幾個刀齒依次切出，漸開線齒廓則由切削刃一系列瞬時位置包絡(luò)而成，如圖1b所示。因此，滾齒加時齒面的成形方法是展成法，成形運動是由滾刀的旋轉(zhuǎn)運動和工件的旋轉(zhuǎn)運動組成的復(fù)合運動（B11+B12），這個復(fù)合運動稱為展成運動。當(dāng)滾刀與工件連續(xù)嚙合轉(zhuǎn)動時，便在工件整個圓周上依次切出所有

5、齒槽。在這一過程中，齒面的形成與齒輪分度是同時進(jìn)行的，因而展成運動也就是分度運動。綜上所述，為了得到漸開線齒廓和齒輪齒數(shù)，滾齒時，滾刀和工件間必須保持嚴(yán)格的相對運動關(guān)系，即當(dāng)滾刀轉(zhuǎn)過1轉(zhuǎn)時，工件相應(yīng)地轉(zhuǎn)過K/Z轉(zhuǎn)（K為滾刀頭數(shù)，Z為工件齒數(shù)）。2．加工直齒圓柱齒輪的傳動原理在滾齒機上加工直齒圓柱齒輪必須具備兩個運動：形成漸開線齒廓的展成運動和形成直線齒面（導(dǎo)線）的運動。（1）展成運動傳動鏈聯(lián)系滾刀主軸的旋轉(zhuǎn)運動B11和工件旋轉(zhuǎn)運動B12的傳動鏈（4—5—ux—6—7—工作臺）為展成運動傳動鏈。由這條傳動鏈保證工件和刀具之間嚴(yán)格的運動關(guān)系，其中換置機構(gòu)ux用來適應(yīng)工件齒數(shù)和滾刀頭數(shù)的變

6、化。這是一條內(nèi)聯(lián)系傳動鏈，它不僅要求傳動比準(zhǔn)確，而且要求滾刀和工件兩者旋轉(zhuǎn)方向必須符合一對交錯軸螺旋齒輪嚙合時相對運動方向。當(dāng)滾刀旋轉(zhuǎn)方向一定時，工件的旋轉(zhuǎn)方向由滾刀螺旋方向確定。（2）主運動傳動鏈主運動傳動鏈?zhǔn)锹?lián)系動力源和滾刀主軸的傳動鏈。如圖2所示，主運動傳動鏈為：電動機—1—2—uv—3—4—滾刀。這是一條外聯(lián)系傳動鏈，其傳動鏈中換置機構(gòu)uv用于調(diào)整漸開線齒廓的成形速度，應(yīng)當(dāng)根據(jù)工藝條件確定滾刀轉(zhuǎn)速來調(diào)整其傳動比。（3）垂直進(jìn)給運動傳動鏈為了切出整個齒寬，滾刀在自身旋轉(zhuǎn)的同時，必須沿工件軸線作直線進(jìn)給運動A2，滾刀的垂直進(jìn)給運動是由滾刀刀架沿立柱導(dǎo)軌移動實現(xiàn)的。在圖2中，將工作

7、臺和刀架聯(lián)系起來的垂直進(jìn)給運動傳動鏈為：7—8—uf—9—10，傳動鏈中的換置機構(gòu)uf用以調(diào)整垂直進(jìn)給量的大小和進(jìn)給方向，以適應(yīng)不同加工表面粗糙度的要求。由于刀架的垂直進(jìn)給運動是簡單運動，所以，這條傳動鏈?zhǔn)峭饴?lián)系傳動鏈。通常以工作臺（工件）每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架的位移來表示垂直進(jìn)給量的大小。3．加工斜齒圓柱齒輪的傳動原理斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪相比，端面齒廓都是漸開線，但齒長方向不是直線，而是螺旋線。因此，加工斜齒圓柱齒輪也需要兩個成形運動：一個是形成漸開線齒廓