粗加工滾刀代用的計算與分析

山推工程機械股份有限公司 (山東濟寧 272073)權中華 武永福 李濤濤

在齒輪加工中，一般采用滾齒方法進行齒形的粗加工，然后通過磨齒獲得高精度的齒形。在新產品試制或單件小批量生產中，由于訂制專用粗加工滾刀不經濟，生產周期較長，經常采取滾刀代用的方法進行齒形的粗加工。

1.滾刀代用的條件

用展成法加工齒輪是目前齒輪加工中應用最普遍的方法，它是利用一對齒輪嚙合或齒輪與齒條嚙合的原理加工的。加工時刀具與被切齒輪的瞬心線彼此作無滑動的純滾動，被加工齒輪的齒形是刀具切削刃連續位置的包絡。對于漸開線齒形的齒輪，滾刀要加工合格的漸開線齒形需滿足以下條件:

(1)滾刀模數須與齒輪的法向模數相等。

(2)滾刀的齒形角應等于齒輪的分度圓法向壓力角。

(3)代用滾刀加工齒輪時，實際加工的齒形與理論齒形存在誤差，但理論齒形必須包容在實際加工出的齒輪實體之內，能符合齒形最終加工成形的工藝要求。

(4)最終加工的齒輪齒形應完全符合產品精度要求。

2.計算方法

以我廠生產的齒輪A 與齒輪B 為例，齒輪A 與齒輪B 是一對外嚙合齒輪，齒輪A 半精滾齒滾刀為刮前滾刀，齒輪B 磨前滾齒滾刀為磨前滾刀，刮前滾刀代用磨前滾刀的具體計算步驟如下:

(1)通過齒輪B 磨前齒輪公法線計算齒輪B 的分度圓齒厚sn。

(2)由分度圓齒厚sn計算出分度圓齒槽寬W=P-sn(P=πm，其中P 為分度圓周節，m 為齒輪模數)。

(3)根據刮前滾刀法向齒形圖計算加工出來的磨前齒輪B 齒根圓直徑df。

附圖所示為齒輪A 刮前滾刀法向齒形圖。

齒輪A 刮前滾刀法向齒形圖

因加工齒形時刀具與被切齒輪的瞬心線彼此作無滑動的純滾動，則齒輪分度圓的齒槽寬一定與刀具某一位置的齒厚相等，即W=W'。附圖中虛線為齒輪B 分度圓的切線，則加工出來的齒根圓直徑df=D-2d，其中D 為齒輪B 分度圓直徑，d 相當于齒輪B 分度圓到齒根圓的垂直距離。

(4)計算實際齒輪嚙合頂隙c。由兩外嚙合齒輪中心距公式

式中，H 為兩外嚙合齒輪中心距，da為齒輪A 的齒頂圓直徑，df為齒輪B 的齒根圓直徑，c 為頂隙?？傻?/p>

標準頂隙c'=0.25m，通過比較c 與c'的大小判斷能否進行滾刀的代用。

若c=c'，則刮前滾刀可用來代替磨前滾刀進行滾齒。

若c ＞c'，則刮前滾刀亦可用來代替磨前滾刀進行滾齒。

若c ＜c'，即齒輪頂隙過小，則會造成齒輪運動干涉，不能正常嚙合，應當慎用。

3.結語

滾刀的代用共用對于齒輪制造廠家特別是有大量滾刀庫存的廠家來說非常重要。一旦可以共用，不僅不必訂新刀，而且不用等待刀具的交貨期，立刻就能投入生產，所帶來的效益是巨大的。