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滚齿刀使用事项及对策

点击数:11842017-06-10 11:02:12 来源: 搓齿板|滚轧轮|重庆秦巴精工科技有限责任公司

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AAAABC级,相应加工6级以上、78910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,AB处允许的径向跳动值为0.005-0.007mm

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

3.  滚切7级精度齿轮,AB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

a20°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:

滚刀进给量

1)      欧洲工具厂的推荐值 
  德国saacke,Fettesazzor齿轮滚刀厂均推荐以齿轮滚刀顶刃的最大许可切屑厚度(h1max)来确定滚刀进给量。

a.     硬质合金滚刀的h1max规定 按国际标准(ISO)对硬质合金的分类:P类硬质合金滚刀h1max0.18mmK类硬质合金滚刀h1max0.120.15mm
P
类硬质合金常用牌号为P25P40。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h1max规定 对中小模数的轿车齿轮(m=1.42.8mm),一般选用h1max0.20.25mm。对模数大的齿轮,可选用较大值为0.250.3mm
  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---钴的百分数),淬火硬度为6566HRC

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h1max来确定滚刀进给量。

a.     对于P类硬质合金滚刀的h1max规定为0.15mm

b.     对高速钢滚刀的h1max规定为0.20.25mm。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h1max值很相近。

滚刀顶刃的h1max与滚刀轴向进给量fa的关系

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