一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法，其特征是：它具體包括如下步驟：步驟1）選用鋼材料為鎢鉬系高碳含鈷超硬型高速鋼，其型號為W2Mo9Cr4VCo8；步驟2）根據(jù)零件的加工參數(shù)，調(diào)整滾齒設(shè)備，增大滾刀的外徑及孔徑，選擇滾刀容屑槽數(shù)并與滾刀頭數(shù)無公約數(shù)、確定分度圓徑向前角的角度；步驟3）用增大滾刀鏟磨量來增大滾刀頂刃后角；步驟4）滾刀形式采用正前角螺旋槽滾刀形式，保證滾刀兩側(cè)刃的切削條件一致，以減小滾刀造形誤差；該方法保證齒形誤差小于允許值；其正前角滾刀可以減少切屑變形和切屑流經(jīng)前刀面上的摩擦，從而可以減少切削力，降低切削溫度，提高滾刀的壽命和被加工齒面的質(zhì)量。解決了6級精度薄壁鈦合金齒輪零件難以加工的問題。
【專利說明】一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪滾刀，具體是一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法。屬于機械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]齒形加工是齒輪加工的關(guān)鍵，影響齒形精度的主要因素是滾刀精度。由于刀具切削鈦合金時要承受比較大的扭矩和切削力，且由于滾切時刀具是斷續(xù)切削，承受沖擊載荷，切削條件較為惡劣，故刀具必須有足夠的強度和韌性；由于鈦合金材料韌性好，加工時刀具要鋒利，故刀具材料必須有足夠的抗磨損能力；由于鈦合金的導(dǎo)熱性差，熱主要集中在切削區(qū)，刀具還必須具有熱硬性。由于我公司主要承擔40Cr、45鋼等常規(guī)材料的齒輪零件加工，齒輪刀具也只能滿足常規(guī)材料的加工要求。因此，采用現(xiàn)有的通用齒輪滾刀不適合于加工鈦合金齒輪，需設(shè)計專用滾刀。
[0003]齒輪滾刀是按螺旋齒輪嚙合原理加工圓柱齒輪的一種展成刀具。齒輪端截面中的齒形是漸開線，因此，齒輪滾刀的基本蝸桿應(yīng)該是漸開線蝸桿。當齒輪滾刀采用漸開線基本蝸桿時，其側(cè)鏟面的軸線截形不是一條直線，而是曲線，這使制造和檢驗滾刀齒形十分困難。目前國內(nèi)制造的齒輪滾刀均不按漸開線蝸桿造形，而是采用近似造形法來設(shè)計齒輪滾刀以代替漸開線滾刀，最常用的近似造形法是將滾刀的側(cè)面鏟面作為阿基米德螺旋面，軸向截形為直線，制造和檢驗比較容易。但用它代替漸開線滾刀切齒時，在理論上造成了一定的齒形誤差，即齒形滾刀的造形誤差，精加工滾刀和標準滾刀為了便于制造和測量，一般都采用0°前角。由于該產(chǎn)品零件精度高、薄壁、剛性差，以及鈦合金材料彈性模量小，屈強比(O s/Ob)高，加工回彈等特性，設(shè)計時應(yīng)采用切削性能優(yōu)越的AA級正前角滾刀。
[0004]近年來的生產(chǎn)實踐證明，正前角滾刀可以減少切屑變形和切屑流經(jīng)前刀面上的摩擦，從而可以減少切削力，降低切削溫度，提高滾刀的壽命和被加工齒面的質(zhì)量。但前角選擇不當會使齒形誤差加大，特別是6級精度薄壁鈦合金齒輪零件，精度要求高，且零件薄壁，加工易變形，同時由于鈦合金屬于難加工的合金材料，要保證零件的加工精度難度較大，尤其是制齒加工時刀具磨損快，加工效率低，精度難以達到設(shè)計要求。因此，需對正前角齒輪滾刀分度圓前角合理設(shè)計，保證齒形誤差小于允許值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是:提供一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法，該方法保證齒形誤差小于允許值；其正前角滾刀可以減少切屑變形和切屑流經(jīng)前刀面上的摩擦，從而可以減少切削力，降低切削溫度，提高滾刀的壽命和被加工齒面的質(zhì)量。解決了 6級精度薄壁鈦合金齒輪零件難以加工的問題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法，其特征是:它具體包括如下步驟:
[0007]步驟I)選用鋼材料為鎢鑰系高碳含鈷超硬型高速鋼，其型號為W2Mo9Cr4VCo8 ；
[0008]步驟2)根據(jù)零件的加工參數(shù)，調(diào)整滾齒設(shè)備，增大滾刀的外徑及孔徑，選擇滾刀容屑槽數(shù)并與滾刀頭數(shù)無公約數(shù)、確定分度圓徑向前角的角度；
[0009]步驟3)用增大滾刀鏟磨量來增大滾刀頂刃后角；
[0010]步驟4)滾刀形式采用正前角螺旋槽滾刀形式，保證滾刀兩側(cè)刃的切削條件一致，以減小滾刀造形誤差；
[0011]步驟5)采用刀具涂層技術(shù)，使涂層后滾刀的摩擦系數(shù)和粘度降低。
[0012]所述步驟I)中滾刀外徑為Φ63πιπι、容屑槽數(shù)為16、滾刀頭數(shù)為3、分度圓徑向前角的角度3.5°滾刀的孔徑Φ 27mm，所述步驟3)中頂刃后角為12° ;所述步驟4)螺旋槽的螺旋方向為右旋。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點:正前角滾刀切削性能優(yōu)越，只要正確設(shè)計正前角及齒形，可使?jié)L刀的造形誤差很小，充分滿足高精度齒輪的加工要求。并且因為阿基米得側(cè)鏟面的軸向截形是直線形，可以采用徑向鏟磨，重磨后仍可保持齒形精度。本發(fā)明通過刀具的設(shè)計改進，并采用刀具涂層技術(shù)，解決了鈦合金齒輪零件切削加工過程存在的難題，提高了刀具的耐用度，保證了零件的加工質(zhì)量，大大提高了生產(chǎn)效率，滿足了批量生產(chǎn)的需要。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)化方法計算出的優(yōu)化參數(shù)而設(shè)計的滾刀齒形示意圖；
[0015]其中，圖a為法向齒形；圖b為軸向齒形。
【具體實施方式】
[0016]1、齒輪造形誤差計算
[0017]在滾齒加工過程中漸開線齒形主要靠滾刀與齒坯之間保持一定的分度來保證，所以，齒形誤差主要是滾刀齒形決定的。滾刀的造形誤差就是嚙合線方向的齒形設(shè)計誤差，評定滾刀齒形精度的依據(jù)是齒形設(shè)計誤差，根據(jù)齒形設(shè)計公差與齒形制造公差的比例(小于1:4.5)，確定齒形設(shè)計公差。其AA及A級滾刀齒形設(shè)計公差數(shù)值見表1:
[0018]表1AA及A級滾刀齒形設(shè)計公差數(shù)值 um
【權(quán)利要求】
1.一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法，其特征是:它具體包括如下步驟: 步驟I)選用鋼材料為鎢鑰系高碳含鈷超硬型高速鋼，其型號為W2Mo9Cr4VCo8 ； 步驟2)根據(jù)零件的加工參數(shù)，調(diào)整滾齒設(shè)備，增大滾刀的外徑及孔徑，選擇滾刀容屑槽數(shù)并與滾刀頭數(shù)無公約數(shù)、確定分度圓徑向前角的角度； 步驟3)用增大滾刀鏟磨量來增大滾刀頂刃后角； 步驟4)滾刀形式采用正前角螺旋槽滾刀形式，保證滾刀兩側(cè)刃的切削條件一致，以減小滾刀造形誤差； 步驟5)采用刀具涂層技術(shù)，使涂層后滾刀的摩擦系數(shù)和粘度降低。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正前角齒輪滾刀的優(yōu)化方法，其特征是:所述步驟I)中滾刀外徑為Φ63πιπι、容屑槽數(shù)為16、滾刀頭數(shù)為3、分度圓徑向前角的角度3.5°滾刀的孔徑Φ27πιπι，所述步驟3)中頂刃后角為12° ;所述步驟4)螺旋槽的螺旋方向為右旋。
【文檔編號】B23F21/16GK103831481SQ201410126263
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】張勇, 楊永娟, 李時威, 楊風(fēng)軍, 程會民 申請人:西安北方光電科技防務(wù)有限公司