滚齿刀使用事项及对策 滚轧轮_搓齿板_重庆秦巴精工科技有限责任公司
    时间:2023-03-20作者 :滚轧轮·秦巴精工

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      一、 滚齿刀切齿:

      1. 切削条件:

      针对切削速度、进给量(走刀速度)及滚刀摩耗量之关系,一般有:

      (1)为了减少滚刀之摩耗量,切削速度变慢会比较好。但是切削进给量太小反而不好;

      (2)为了增加滚刀耐久性,与其采用高切削速度,不如采用高切削进给量,不过齿面会不好;

      (3)切削速度加快(回转数变大),进给量降低,齿面会变好;

      (4)滚齿机自身之刚性,对滚刀寿命有非常大影响。

      (5)滚刀材质分:(1)工具钢(镀钛);(高速钢、氦石)(2)超硬(钨钢);

      (6)依滚刀之螺旋方向 被切削齿轮之螺旋方向确认是否加装惰轮。

      二、 滚刀及其应用:

      滚刀的精度等级可分为AAA、A、B、C级,相应加工6级以上、7、8、9、10级齿轮。

      三、 滚齿刀(HOB)之切齿:

      1. 滚刀是在螺牙上加上几个纵沟,螺牙导程上有许多切刃之切齿用刀具;

      (1)一体型滚齿刀 (本厂用之滚齿刀)

      (2)组合型滚齿刀

      2. 滚刀和工件之关系:(滚齿过程、成形方法)。

      滚刀装设时,刀刃导程会对准齿轮之齿筋方向,此时滚刀之刀刃导程相当于假想之齿条,在渐开线齿轮场合,齿条刀刃形状是直线,滚刀只要有回转,接二连三的刀刃往工件里切入,切出齿。因为刀刃是沿着螺纹分布,随着回转而切入之刀刃往左边移动,工件也配合此动作往左边移动。只要回转齿轮工件就会从齿顶部逐渐往齿部切出齿形。1条(单口,本厂均是)滚刀之场合,滚刀1回转,相当于假想齿条前进一个节距。齿轮工件也只需运转1个节距即可。即要切削Z齿数齿轮时,相对于齿轮工件之1回转、滚刀必须有Z回转才可。

      四、 滚刀精度误差对其生产中之影响:

      1. 因滚刀再研磨引起之齿形误差

      (1)滚刀分割误差:有分割误差发生时会反应在齿形误差上,影响非常大,压力角20º之滚刀在外周有0.1mm之分割误差时,会造成6um之齿形误差。

      (2)倾斜角误差:滚刀倾斜角误差会变成齿轮之压力角误差,滚刀之倾斜角误差1º时,压力角误差约为3´,并非大影响。

      (3) 切刃面之误差:滚刀之切刃面并非直线,而是凹凸时,会造成齿形误差。

      (4) 刃沟之螺旋误差:通常滚刀轴心和切刃沟是平行的,如果有此误差,会产生左右齿面非对称之压力角误差,1º约为10´之误差。

      2. 因滚刀之偏摆而造成之齿形误差。

      (5) 滚刀如果有偏摆,齿轮会产生很大弯曲误差,偏摆量0.03mm、压力角20º时的齿形误差约10um (该误差非常大)。

      (6) 滚刀偏心有下列现象:

      a) 切刃及孔之偏心(滚刀制作时产生)

      b) 滚刀装设时之偏心。

      滚刀内孔和滚刀轴有间隙;

      滚刀之螺帽上紧时之偏心:螺帽、垫片、滚刀端面的平行度不良;切削时铁渣附着等造成滚刀轴弯曲,或不当上太紧造成滚刀轴弯曲;

      滚刀轴本身之偏心。

      3. 因滚刀之切刃沟引起多角形误差:

      (7)多角形误差,可因切刃沟数多而变小;

      (8)滚刀之条数愈多,误差愈大;

      (9)齿数无法被滚刀条数整除时,误差变小;

      (10)齿数可以被滚刀条数整除时,误差变大。

      4. 其它齿形误差原因:

      (1)滚刀压力角误差,直接成为齿轮压力角误差;

      (2)滚刀节距同样伸缩状态时会产生压力角误差;

      (3)滚刀齿筋误差,会造成齿轮齿形误差。

      以上均存在于滚刀制作精度。

      (4)如果使用滚刀两端,就可能发生创成不完全而产生齿形误差;

      (5)齿面出棱—修刀不等分;

      (6)齿形不对称—滚刀安装不对中;

      (7)齿形角误差—修刀不通过;

      (8)齿形周期误差—安装刀具后径向、轴向跳动大;

      (9) 节距误差、累积节距误差—滚刀主轴轴向窜动大,滚刀径向跳动大(刀具精度不够);

      (10) 滚刀重新研磨后,请用黄铜刷子将切刃之棱线除去。

      五、 滚刀的选用:

      可根据加工零件的精度要求来选用滚刀,通常加工5级精度(GB)的齿轮应采用“AAA”级的滚刀,加工6-7级精度的齿轮采用“AA”级的滚刀,加工8-9级精度的齿轮可采用“A”级或普通级的滚刀。

      六、 滚刀安装:

      滚刀安装应根据压力角、模数、精度以及刀杆直径选择相应的滚刀,滚刀在刀杆安装夹紧后,应使用百分表,检查滚刀上两个凸台的径向跳动(有些滚刀只有一个凸台),两凸台的跳动方向和数值应尽可能一致,以避免滚滚刀安装的偏斜。根据加工零件的不同精度等级,滚刀安装允许的径向跳动值为:(依GB精度)

      1. 滚切5级精度齿轮,A、B处允许的径向跳动值为0.005-0.007mm;

      2. 滚切6级精度齿轮,A、B处允许的径向跳动值为0.007-0.009mm;

      3. 滚切7级精度齿轮,A、B处允许的径向跳动值为0.01mm。

      当滚刀径向跳动超过允许值不大时,可以松开滚刀紧固螺冒,转动滚刀或垫圈,再重新夹紧进行检查。反复多次直至到达滚刀的安装精度要求。

      六、刀具使用上研磨后误差(精度):

      刀具使用上的注意(再研磨、装取)

       沟的分割误差  向心度误差  刀刃面的真直度误差  装设的震动
     误差的种类        
     被切削齿轮的实际误差        
     概算误差值

     分割误差0.1mm以内

     

     齿形误差约6μ mm

     向心度误差1°以内

     

     压力角误差约3′

     刀刃面的真直度误差0.1mm以内

     齿形误差约6μ mm

     装设的震动0.01mm

     

     齿形误差约3.5μ mm

      公法线齿厚容许差及齿顶圆直径容许差的关系

      δda=δW / sin a δW=δda * sin a

      δW:公法线齿厚容许差 δda:齿顶圆直径容许差

      a=20°时(单位:mm)

     公法线齿厚公差  0.01  0.02  0.03  0.04  0.05  0.06  0.07  0.08  0.09  0.10  0.20  0.30  0.40  0.50
     齿顶圆直径公差  0.029  0.058  0.088  0.117  0.146  0.175  0.205  0.234  0.263  0.292  0.585  0.877  1.170  1.462

      阿 基 米 德 滚 刀

      1.新滚刀切出的正确的渐形线齿形

      2.滚刀重磨后切出的齿形

      关于切削

      一、 切削方法:

      1. 滚刀进给(移位)方向:

      (1) 面向主轴(夹头);

      (2) 面向尾座(顶针)。

      2. 滚刀回转方向:

      (1) 上切(UP CUT)(逆铣):

      切削时振动小,切削平稳,当机床走刀机构存在间隙时,刀齿也不会断裂或崩刀,但刀具易磨钝;刀齿切出时毛刺较大。

      (2) 下切(DOWN CUT)(顺铣)

      刀具寿命长,消耗功率小,但机床的走刀机构必须要有消除走刀丝杆与螺母间隙的装置,否则易使滚刀产生断裂或崩刃,同时要求机床的刚性较高。

      3. 切削方法选定:

      (1) 标准切削方法,上切(普通);

      (2) 切削抵抗大造成主轴侧负担大,采用面向主轴下切或面向尾座上切;

      (3) 上切比下切更能获得较好的精度;

      (4) 下切比上切更能获得好齿面;

      (5) 必须考虑毛边(披锋)出现的方向。

      (6)通常滚切直齿时推荐采用逆铣的方法加工;滚切斜齿轮时可根据需要进行选择,也常采用逆铣的方法;

      二、 工件装设要点及对精度的影响:

      1. 偏心误差:工件装设时偏摆或弯曲会造成偏心误差。

      2. 齿筋误差:

      (1) 工件弯曲装设时会造成齿筋误差;

      (2) 工件没有确实装设在主轴和尾座顶心间时会造成斜坡及齿筋误差。

      三、 选定切削用量:

      1 滚刀进给量

      1) 欧洲工具厂的推荐值

      德国saacke,Fette和sazzor齿轮滚刀厂均推荐以齿轮滚刀顶刃的最大许可切屑厚度(h1**x)来确定滚刀进给量。

      a. 硬质合金滚刀的h1**x规定 按国际标准(ISO)对硬质合金的分类:P类硬质合金滚刀h1**x为0.18mm;K类硬质合金滚刀h1**x为0.12~0.15mm。

      P类硬质合金常用牌号为P25~P40。这类整体硬质合金滚刀在新刀时要进行TiN表面涂层处理,但刃磨后一般不再进行涂层。K类硬质合金滚刀常用于对淬硬钢齿轮的齿形精加工,牌号多为K10,对较小模数的滚刀要用细颗粒硬质合金。在精滚齿时,新刀及每次刃磨后均进行TiN涂层处理。轿车方向盘转向器上的小齿轮淬硬后采用硬质合金滚刀精滚工艺。

      b. 高速钢滚刀的h1**x规定 对中小模数的轿车齿轮(m=1.4~2.8mm),一般选用h1**x为0.2~0.25mm。对模数大的齿轮,可选用较大值为0.25~0.3mm。

      上述欧洲工具厂的高速钢滚刀材料常用含钴5%的钴高速钢S6-5-2-5(S后的数字依次为钨-钼-钒-钴的百分数),淬火硬度为65~66HRC。

      2) 美国star工具厂的推荐值

      美国star工具厂是美国主要的齿轮滚刀生产厂之一。该厂也是推荐滚刀顶刃的最大许可切屑厚度h1**x来确定滚刀进给量。

      a. 对于P类硬质合金滚刀的h1**x规定为0.15mm。

      b. 对高速钢滚刀的h1**x规定为0.2~0.25mm。该厂与德国Liebherr滚齿机厂交换过意见,两厂分别导出的滚齿切屑最大厚度公式,得到的h1**x值很相近。

      2 滚刀顶刃的h1**x与滚刀轴向进给量fa的关系

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