阿基米德齿滚刀一次铲齿的方法技术

本发明专利技术涉及一种阿基米德齿轮滚刀一次铲齿工艺，滚刀装在铲齿车床上，铲齿车刀装在刀架上，阿基米德螺线凸轮装在溜板箱上，铲齿时铲刀沿滚刀轴线轴向进给，铲刀又在阿基米德螺线凸轮控制下向滚刀轴线推进，滚刀转过ε↓［ｐ］时，阿线凸轮转过Φ↓［ｐ］，铲刀右刀尖铲至Ｆ’点完成一个刀齿背的铲削工作，滚刀转过ε↓［ｘ］时，阿线凸轮相应转过Φ↓［ｘ］，铲刀退回原位，开始下一个刀齿的铲削工作。铲齿效率可提高三倍，且可提高铲齿精度。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属阿基米德齿轮滚刀(简称滚刀)加工工艺，具体涉及到滚刀的铲齿工艺。目前刀具生产厂家对“滚刀”刀齿两侧刃和顶刃后刀面铲齿分别进行共三次的工艺方法。效率低、铲齿精度亦低。本专利技术的目的在于提高铲齿效率，提高铲齿精度，本专利技术提出了“滚刀”一次铲齿新工艺，不仅可提高铲齿效率3倍，而且可提高铲齿精度。本专利技术的目的可以通过以下措施来实现一、对滚刀刀齿刃形的要求滚刀有直槽和螺旋槽两种，均沿前刀面刃磨、刃磨要求刀齿刃形不变和具有适当后角。因而滚刀刀齿相当于同一形状的刃形绕滚刀轴线作螺旋运动的同时，又均匀的沿滚刀径向滚刀轴线靠近而形成的，认为刀齿后刀面是成形表面，一般采用阿基米德螺旋线作齿背曲线、可用成形车刀铲制而成。二、铲齿过程滚刀铲齿在铲齿车床上进行，如图1，进给前角为零度的铲齿车刀2前刀面准确置于滚刀1轴线平面内，滚刀1随车床主轴等速转动，铲刀2在刀架带动下沿滚刀1轴线按滚刀基本蜗杆导程PZo作相应进给、铲刀2刀刃沿滚刀1轴线作螺旋运动，同时铲刀2又在阿基米德螺线凸轮3的控制下向滚刀1轴线靠近，当滚刀1转过εp角度时，阿基米德螺线凸轮3转过φp角度，铲刀2右刀尖铲至F’点，完成一刀齿齿背的铲削工作。滚刀1转过εx角度，阿基米德螺线凸轮3相应转过φx角度，铲刀2退回原位，开始下一刀齿的铲削工作。滚刀1，阿基米德螺线凸轮3的运动关系 (注ε为滚刀刀齿齿间角；εx、φx分别为铲刀空程时滚刀、阿基米德螺线凸轮的转动角度。三、滚刀每转一转铲削次数N设滚刀容屑槽数为Zk、铲直槽滚刀则N＝Zk，铲螺旋槽滚刀时，则N≠Zk，图2为滚刀分圆柱展开图，经计算得N=ZkCos2βk]]>(βk＝γZoβk--滚刀螺旋槽分圆柱螺旋角γZo--滚刀基本蜗杆分圆柱螺纹计角)四、滚齿时滚刀转角εp的计算1、εp的计算，由图3得εp＝ε1+ε2+fΔε+ε3(注εl、ε3分别为铲刀切入、切出角，ε2为滚刀刀齿角度；Δε为滚刀左右两侧刃在分圆柱上的扭转角，f齿根扭转角系数，f约为1.5。2、Δε的计算由图4、图5经计算得 (mn--滚刀基本蜗杆法向模数；Zo--滚刀基本蜗杆螺纹头数；do--滚刀分圆直径)五、零前角铲齿车刀前刀面刃形。因零前角铲刀铲齿时，其前刀面须准确置于滚刀中心平面上，所以滚刀铲面齿的轴向齿形即是铲刀前刀面刃形。(一)滚刀铲面齿轴向齿形角1、直槽零前角滚刀轴向齿形角。ctgαxol＝ctgαxoR＝ctgαnoCosγZo2、直槽正前角滚刀轴向齿形角ctgαxol=ctgαxoR=ctgαnoCosγZo(1-kZktgγfπdo)]]>3、右旋零前角螺旋槽滚刀轴向齿形角ctgαxol=ctgαnoCosγZo+kZkPk]]>ctgαxol=ctgαnoCosγZo-kZkPk]]>4、右旋正前角螺旋槽滚刀轴向齿形角ctgαxol=ctgαnoCosγZo]]>ctgαxoR=ctgαnoCosγZo]]>(二)滚刀轴向齿形设计直槽滚刀轴向齿形两侧是对称的，设计其轴向齿形用齿形角计算公式即可，而螺旋槽滚刀的轴向齿形不对称，且使滚刀铲面齿齿顶倾斜，所以还需计算出其齿顶角度。1、右旋零前角螺旋槽滚刀轴向齿顶角度见图6。图6给出了右旋零前角螺旋槽滚刀一个刀齿两侧铲面和顶刃后刀面展开的轴向、法向齿形投影图，αxol，αxoR表示左右两侧轴向齿形角，αno表示滚刀基本蜗杆法向齿形半角。则法向齿形为anbndn，即右旋零前角滚刀前刀面齿形，它与被切齿轮法向啮合，而αno等于被切齿轮法剖面分圆压力角αfn，齿距tn＝πmn，滚刀基本蜗杆轴向齿形为ab’c’d’，左右两侧齿形角均为αxo，齿距为t＝πm，当齿顶与两侧面经铲齿后滚刀轴向齿形变为图中虚线形状ab″c″d″，由于前面和轴线倾斜了一个螺旋角βk，铲齿后在轴向剖面中b’c’d’三点高度下降量不同，致使齿顶b″c″倾斜φx角。设αxal、αxaR分别表示左右两齿顶角度。经计算得tgQx=k·Zkπdo·tgβk]]>即Qx=artg(k·Zkπdo·tgβk)]]> 2、同理右旋正前角螺旋槽滚刀轴向齿顶角度为 式中αxol和αxoR不同。(三)零前角铲齿车刀设计滚刀设计按一般规范进行，零前角铲齿车刀设计步骤如下1、求出滚刀轴向齿形。2、选择铲刀后角。3、以滚刀铲面齿轴向齿形为零件部形，按照成形车刀设计原理设计铲齿车刀法剖面裁形。本专利技术使滚刀刀齿三次铲齿变为一次铲齿，减少了刀具安装，和机床调整误差，铲刀刃形稳定，铲齿精度高。本专利技术的优点1、使滚刀的三次铲齿变为一次铲齿，提高铲齿效率3倍。2、减少了刀具安装和机床调整误差，铲刀刃形稳定，铲齿清度高。 附图说明如下图1为滚刀、铲刀、阿基米德螺线凸轮运动关系图；图2为滚刀分圆柱展开图；图3为铲齿时滚刀转角εp的计算；图4、图5为扭转角Δε计算图；图6为右旋零前角螺旋槽阿基米德齿轮滚刀轴向齿形(αbn--顶刃法向后角)。下面结合附图通过实施例进一步详述现设计制造一右旋零前角螺旋槽阿基米德齿轮滚刀，已知该滚刀法向模数mn＝10，外径dao＝130，分圆直径do＝100，螺旋槽数Zk＝12，齿间角ε＝30°，基本蜗杆法向齿形半角αno＝20°，螺纹头数Zo＝2及其它有关参数(略)经计算得该滚刀螺旋槽分圆螺旋角βk等于基本蜗杆分圆螺纹升角γZ，但旋向相反，其值为βk＝γz＝11°32’，基本蜗杆导程PZo＝64.01，螺旋槽导程Pk＝1541.79，铲削量，也即阿基米德螺线凸轮的升程k＝6。现在进行的工艺是该滚刀刀齿齿背的粗铲齿，按本专利技术中的一次铲齿工艺进行，首先要设计制造零前角铲齿车刀、右旋零前角螺旋槽阿基米德齿轮滚刀铲面齿轴向齿形，即是铲齿车刀前刀面刃形。该滚刀铲面齿轴向齿形，正如图6虚线齿形ab″c″d″，由轴向齿形角，轴向齿顶倾斜角及轴向齿顶角度构成根据公式计算得该滚刀刀齿左右两侧的轴向齿形角分别为αxol＝20°5’；αxoR＝20°42’；根据公式计算得该滚刀轴向齿顶倾斜角为Qx＝2°41’；根据公式计算得该滚刀左右两侧轴向齿顶角度分别为αxol＝112°46’；αxoR＝108°1’；铲齿车刀前刀面刃形按上述该滚刀铲面齿轴向齿形而设计并取适当后角加以制造。该滚刀的铲齿在铲齿车床上进行，如图1滚刀1装在铲齿车床主轴上，铲齿车刀2装在铲齿车床刀架上，阿基米德螺线凸轮3装在留板箱上，铲刀2前刀面准确地置于该滚刀轴线中心平面内，当该滚刀1随铲齿车床主轴等速转动时，铲刀2在刀架带动下沿滚刀1轴线按滚刀1基本蜗杆导程PZo＝64.01作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阿其米德齿轮滚刀一次铲齿工艺，滚刀铲齿在铲齿车床上进行，滚刀（１）装在铲齿车床主轴上，进给前角为零度的铲齿车刀（２）装在刀架上，阿基米德螺线凸轮（３）装在留板箱上，铲齿时，滚刀（１）随车床主轴等速转动，铲刀（２）在刀架带动下沿滚刀（１）轴线按滚刀（１），其本蜗杆导程ＰＺ↓［ｏ］作相应的轴向进给，铲刀（２）刀刃则相对于滚刀（１）轴线作螺旋运动，同时铲刀（２）又在阿基米德螺线凸轮（３）控制下向滚刀（１）轴线推进，其特征在于滚刀（１）转过ε↓［ｐ］角度时，阿基米德螺线凸轮（３）转过角度φ↓［ｐ］，铲刀右刀尖铲至Ｆ’点，完成一个刀齿齿背的铲削工作，滚刀（１）转过ε↓［ｘ］角度，阿基米德螺线凸轮相应转过φ↓［ｘ］角度，铲刀退回原位，开始下一个刀齿的铲削工作；本工艺的有关工艺参数如下：滚刀（１）阿基米德螺线凸轮（３ ）的运动关系ε↓［ｘ］／ε＝φ↓［ｘ］／３６０°滚刀每转一周的铲削次数Ｎ Ｎ＝Ｚｋ／Ｃｏｓ↑［２］βｋ铲齿时滚刀转角ε↓［ｐ］的计算 εｐ＝ε↓［１］＋ε↓［２］＋ｆ↓［Δ］ε↓［３］＋ε↓［３］滚刀左右两侧刃在分圆柱上的扭转角 ：Δε＝πｍ↓［ｎ］↑［２］Ｚｏ／ｄ↓［ｏ］↑［２］其中：ε为滚刀刀齿齿间角；ε↓［ｘ］、φ↓［ｘ］分别为铲刀空程时滚刀、阿基米德螺线凸轮的转动角度，Ｚｋ滚刀溶屑槽数β↓［ｋ］为滚刀螺旋槽分圆螺旋角，ε↓［１］、ε↓［２］、分别为铲刀切 入角和切出角，ε↓［２］、为滚刀刀齿角度、ｍ↓［ｎ］滚刀基本蜗杆法向模数、Ｚｏ为滚刀基本蜗杆螺纹头数，ｄ↓［ｏ］为滚刀分圆柱直径ｆ为齿根扭转角条数。本工艺中零前角铲齿车刀前刀面刃形，即滚刀铲面齿轴向齿形就是零前角铲齿车刀前刀面刃形。 形。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：魏玄仓，
申请(专利权)人：魏玄仓，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]