齿轮拉刀的结构和刀齿形状与拉削方法有关。拉削方法一般分为分层拉削和分块拉削两类。拉刀前者又分成方式和渐成式;后者又分轮切式和归纳轮切式。成方式拉刀各刀齿的廓形均与被加工外表的终形状类似;渐成式拉刀的刀齿形状与工件形状不同,工件的形状是由各刀齿顺次切削后逐步构成。轮切式拉刀由多组刀齿组成,每组有几个直径相同的刀齿分别切去一层金属中的一段,各组刀齿轮换切去各层金属。归纳轮切式拉刀的粗切齿选用轮切式,精切齿选用成方式。轮切式拉刀切削厚度较分层拉削的拉刀大得多,齿轮滚刀具有较高的生产率,但制作较难。拉刀常用高速钢整体制作,也可做成组合式。硬质合金拉刀一般为组合式,因生产率高、寿命长,在汽车工业中常用于加工缸体和轴承盖等零件,但硬质合金拉刀制作困难。粗加工用指形齿轮铣刀 是以大量切除多余金属,提高生产效率为目的的指形齿轮铣刀。通常为直槽零前角结构。锥齿刀齿轮刀具零售
汽车齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮加工机床两大类,具有不同的精度水平和适用范围。圆柱齿轮加工机床按工艺方式可分为滚齿、插齿、剃齿、珩齿、磨齿、挤齿、倒角机床等;锥齿轮加工机床按工艺方式可分为铣齿、刨齿、拉齿、磨齿、研齿、倒角、滚动检验、淬火机床等。中国齿轮加工机床已基本形成了较完整的系列,已开发出技术含量具有国际水准的螺旋锥齿轮六轴数控磨床,但齿轮机床总体制造水平在精度、寿命、稳定性、数控技术应用等方面与欧美相比存在较大差距。齿轮加工具有**且复杂的刀具系统,需要根据不同的齿轮产品和加工方式选择和设计不同的刀具。如用于圆柱齿轮加工的滚刀、剃齿刀、插齿刀,用于直齿锥齿轮的圆拉刀,用于螺旋锥齿轮加工的各种铣齿刀具。因此,齿轮刀具的刃磨一般需要由专门的机床来完成,如滚刀铲磨机床、多功能剃齿刀磨床、螺旋锥齿轮刀具磨床等。刀片式锥齿刀齿轮刀具设计非渐开线齿形刀具:如摆线齿轮刀具、花键滚刀、链轮滚刀等。
汽车齿轮一般属于大批量专业化生产,圆柱齿轮和锥齿轮具有的代表性,根据不同结构及精度需要采用不同的工序组合。由于设备投资大,工艺方式的选择通常都充分考虑已有资源。齿轮加工过程中的微小变形及工艺稳定性控制相对复杂。毛坯锻造后大多要采用等温正火,以期获得良好的加工性能和趋势变形的均匀金相组织;对于精度要求不高的低速网柱齿轮可以热前剃齿而热后不再加工,径向剃齿方法的应用扩大了剃齿应用范围;圆柱齿轮热后加工有珩齿和磨齿两种方式,珩齿成本低但齿形修正能力弱,磨齿精度高而成本高;采用沿齿高方向的齿顶修缘和沿齿长方向的鼓形齿修形工艺能够降低齿轮啮合噪声和提高传动性能,是被关注的研究领域。直齿锥齿轮主要用于差速器,由于速度低,精度要求相对较低,精锻齿形是重要发展方向。螺旋锥齿轮加工计算和机床调整中,以往非常复杂和耗时的手工操作已被现代软件和计算机程序所取代,有限元分析的引入使工艺参数设计更为可靠和便捷。螺旋锥齿轮热后加工有研齿和磨齿两种,由于磨齿的成本高、效率低且有局限性而目前大多采用研齿,研齿几何上的修正能力很弱,因此螺旋锥齿轮的从动齿轮多采用渗碳压淬工艺。
斜齿轮相对直齿轮的优势在于斜齿轮具有更大的重合度,使得齿轮强度和平稳性都有所提升。所以同等加工精度下斜齿轮适用更高转速。直齿轮螺旋角为0。当然斜齿轮的缺点是啮合会产生轴向分力,斜齿轮的轴向定位要求比直齿轮高很多。齿宽,代号b,齿轮的有齿部位沿分度圆柱面的直母线方向量度的宽度齿宽的大小影响斜齿轮的重合度,同时由于影响接触面积的大小,所以对齿轮的强度也有影响。理想状态下齿宽越长那么提升强度越大,但是事实上由于存在加工误差,所以齿宽越长,误差量会越大,造成齿轮的啮合冲击加剧从而造成齿轮强度下降。所以选取合适的齿宽是非常必要的,齿宽越长强度越好是错误的观念。齿顶圆,代号da,过齿轮各轮齿顶端的圆,直径用da表示,半径用ra表示。齿顶圆在齿轮参数里面非常重要,其值影响重合度,滑动率,齿顶厚等,甚至取值不当会引起齿轮啮合干涉。齿根圆,代号df,与齿轮各轮齿齿槽底部相切的圆,其直径用df,半径用rf表示。齿根圆影响齿轮的顶隙。影响齿根处应力集中位置,对于薄壁齿轮该值对齿轮的弯曲强度影响非常明显。有很多人认为这个值可以不标注,但是我们强烈推荐在图纸上进行标示,出问题查起来方便。不过齿根圆的加工控制不必严格。展成法使用的是齿轮形和齿条形刀具,如插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀等。
齿轮术语轮齿(齿)──齿轮上的每一个用于啮合的凸起部分。一般说来,这些凸起部分呈辐射状排列。配对齿轮上轮齿互相接触,导致齿轮的持续啮合运转。齿槽──齿轮上两相邻轮齿之间的空间。齿轮端面──在圆柱齿轮或圆柱蜗杆上垂直于齿轮或蜗杆轴线的平面。法面──在齿轮上,法面指的是垂直于轮齿齿线的平面。齿顶圆──齿顶端所在的圆。齿根圆──槽底所在的圆。基圆──形成渐开线的发生线在其上作纯滚动的圆。分度圆──在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆,对于直齿轮,在分度圆上模数和压力角均为标准值。齿面──轮齿上位于齿顶圆柱面和齿根圆柱面之间的侧表面。齿廓──齿面被一指定曲面(对圆柱齿轮是平面)所截的截线。齿线──齿面与分度圆柱面的交线。端面齿距pt──相邻两齿同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。模数m──齿距除以圆周率π所得到的商,以毫米计。径节p──模数的倒数,以英寸计。齿厚s──在端面上一个轮齿两侧齿廓之间的分度圆弧长。槽宽e──在端面上一个齿槽的两侧齿廓之间的分度圆弧长。齿顶高hɑ──齿顶圆与分度圆之间的径向距离。齿根高hf──分度圆与齿根圆之间的径向距离。全齿高h──齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理,用展成法切削齿轮的齿轮刀具。浙江刀片式螺伞刀齿轮刀具
盘形齿轮铣刀的刀齿呈阶梯形者。它既易于制造又适用于齿轮的粗加工。锥齿刀齿轮刀具零售
交错式滚插剃(跳牙):对付小模数齿轮的一个方法是交错式切削,即节距为被加工齿轮的两倍,其他参数不变。对于插刀剃刀相当于隔一个牙缺一个牙。对于滚刀,相当于螺纹每2头缺1头。这是以效率为代价的极限加工。由于各种原因并未推广。但仍不失为特殊情况下的一种思路。零造型误差滚刀:得益于CNC铲磨机和测量仪器的应用和发展,设计者可以进行滚刀的非近似造型,将滚刀设计误差降为零。这在高精度滚刀的应用中,非常有价值。倒角滚刀:发动机启动齿轮(大)和部分倒档齿轮的端面需要切出一个半牙宽的倒角,方便齿轮轴向切入啮合。要切出端面截型为直线,深度够,同时又不干涉的倒角,刀具的设计是重要的。设计者还需要给出安装数据。现行的倒角加工,很少用滚刀。很大一部分原因是刀具设计能力不够。锥齿刀齿轮刀具零售
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