齿轮滚刀的设计与加工工艺.doc

1、任务书设计题目：齿轮滚刀的设计与加工工艺1设计的主要任务及目标（1）了解齿轮滚刀的工作原理。（2）掌握齿轮滚刀的齿形设计。（3）了解滚齿切削过程及其特点。（4）了解齿轮滚刀结构参数的确定。（5）了解齿轮滚刀的公差与技术要求。（6）掌握齿轮滚刀的设计步骤。（7）掌握齿轮滚刀加工工艺并编制加工工艺过程卡。2设计的基本要求和内容（1）要求了解齿轮滚刀的工作原理。（2）要求基本掌握齿轮滚刀的齿形设计及结构设计，并能出产品图纸。（3）要求了解齿轮滚刀加工工艺。（4）根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡。3主要参考文献1袁哲俊编齿轮刀具设计上、下册，新时代出版社，1983年2四川省机械工业局编复杂刀具设计

2、手册上下册，机械工业出版社，1979年3太原工具厂齿轮刀具工艺资料4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1确定设计思路，进行开题检查2013.122014.03.142齿轮滚刀的齿形设计及结构设计，出产品图。2014.03.142014.04.143编制工艺过程卡，进行中期检查2014.04.142014.04.254根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡2014.04.252014.06.015设计及图纸整理，准备答辩2014.06.012014.06.10齿轮滚刀的设计与加工工艺摘要：齿轮滚刀相当于一个齿数很少，螺旋角很大的斜齿轮其外貌呈蜗杆状。按照加工性质分为：精切滚刀，粗切滚刀，剃前滚刀

3、，刮前滚刀，挤前滚刀，磨前滚刀，留磨滚刀，倒角修圆滚刀，渐开线滚刀，凹凸圆弧滚刀，同步带轮滚刀，花键滚刀，摆线滚刀，和双圆弧滚刀等；按结构分为：整体滚刀，焊接式滚刀，装配式滚刀，和端面键槽试滚刀等；齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮。齿轮滚刀是一个螺旋角0很大而螺纹头数很少（13个齿），齿很长，并能绕滚刀分度圆柱很多圈的螺旋齿轮，这样就象螺旋升角z很小的蜗杆了。为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角；经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角。齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上

4、，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆有以下三种: 1渐开线蜗杆，2阿基米德蜗杆3法向直廓蜗杆。关键词：滚刀 ,齿轮 ,蜗杆 The design and processing technology of the gear hobAbstract：the gear hob is equivalent to a few teeth, spiral Angle large helical gear worm shaped its appearance. According to the nature of the processing can be divided into: fine cutti

5、ng hob, rough cutting hob, hob before shaving, hob before scraping, crowded before hob, hob before grinding, grinding hob, chamfering round hob, involute gear hob, concave and convex circular arc gear hob, synchronous belt wheel gear hob, spline hob, cycloid gear hob, and double circular gear hob, e

6、tc.; According to the structure is divided into: overall hob, welded hob, prefabricated hob, try and end face keyway hob, etc.; Gear hob is in accordance with the helical gears meshing principle, with the generating method of gear cutting tool, the gear hob is equal to the pinion, cut gear wheel is

7、equivalent to a big gear. Gear hob is a spiral Angle beta 0 big and thread very few (1 3) teeth, tooth is very long, and can hob dividing cylindrical many laps around the helical gear, such as worm helix Angle between the z is very small. In order to form the blade, in the end along the axis of the

8、worm milling a few crumbs slot, in order to form the front and the anterior horn; By relieving and shovel grinding, knife after the formation of surface and back Angle. Gear hob blade on both sides of the front and side is intersecting lines on the surface of the shovel, it should be distributed on

9、worm spiral surface, the worm is called hob basic worm. Basic worm has the following three: 1. The involute worm, 2. Archimedes worm 3. Normal straight profile worm.Key words: gear ,worm ,gear hob目 录1前 言 12齿轮滚刀的结构和齿形设计32.1滚刀的结构参数32.1.1 滚刀的外径32.1.2 滚刀的长度32.1.3 滚刀的容屑槽42.1.4 滚刀的前角42.1.5 滚刀的分度圆直径与螺纹升角52

10、.1.6 阿基米德滚刀的齿形角62.1.7 法向直廓滚刀的齿形角72.1.8 齿轮滚刀的齿厚和齿高72.1.9 齿轮滚刀的滚刀设计步骤和计算过程93齿轮滚刀的公差与技术要求163.1 齿轮滚刀的技术条件163.2 滚刀的制造与刀磨公差174齿轮滚刀的工艺194.1 零件分析194.2 齿轮滚刀的具体工艺设计见工艺流程卡和机械设计加工工艺卡片194.3 刀具材料W18Gr4V高速钢的应用19总结23参考文献24致谢25- 24 -1前言齿轮刀具无论从设计计算还是从加工制造上来看都是所有刀具中最为复杂的一种。齿轮刀具种类繁多，各有特点。目前，对于齿轮刀具的设计与制造，许多问题尚待深入研究解决。而要

11、想真正掌握各种齿轮刀具的设计与制造，还必须对各种齿轮的啮合原理加以深入的研究。齿轮刀具的外形复杂，为减少齿形误差，有些刀具目前采用零度前角和较小的后角。为了提高切削加工效率，提高齿轮质量和刀具寿命，创新的切齿方法及新的齿轮刀具，研究齿轮刀具的设计理论和设计方法，改进刀具的几何角度，制定刀具的合理公差等，是有现实意义的。随着数控滚齿技术和刀具涂层技术的快速发展，齿轮滚刀的结构设计也在不断变化，主要体现在以下方面：1由于滚齿速度的不断提高，正前角滚刀的切削性能优势已不明显，加上正前角滚刀的齿形较复杂，制造精度不易保证，因此正前角滚刀结构正逐渐被淘汰，而代之以零前角滚刀结构。目前除日本NACHI公司

12、还少量生产正前角滚刀外，国外其它齿轮生产厂几乎已不生产正前角滚刀。2滚刀头数的确定主要考虑滚齿加工效率的要求，滚刀的外径、长度、槽数等参数则需根据刀具寿命来确定。设计滚刀时，通常首先确定每个刀齿的切削长度，再按重磨一次需加工的工件数确定滚刀的有效切削齿数，最后确定滚刀的外径、长度、槽数等。3近年来，由于滚齿机快进、快退速度的提高，小径滚刀进退刀耗时少的优势已不明显，因此滚刀直径的确定主要取决于齿轮结构和槽数的要求。4为提高加工效率，对于同一齿轮轴上需滚齿加工的不同齿轮，要求可在同一台机床上一次安装依次加工完成，这就要求一把滚刀上有多段不同规格的滚刀齿形，即将多把滚刀集成为一体。 齿轮滚刀是按展

13、成法加工齿轮的刀具。他可以加工直齿轮，也可以加工斜齿轮；可以加工非变位齿轮，也可以加工变为齿轮。 齿轮滚刀的结构形式可以分为整体滚刀和镶齿滚刀。按精度等级分为四级：AA级、A级B、C级，在一定工艺条件下分别用于7 、8、9、10级精度的齿轮。 图1.1是用齿轮滚刀加工齿轮的工作原理图。齿轮滚刀加工齿轮过程的过程，犹如一对相错轴渐开线圆柱齿轮的啮合过程。为了能正确切出渐开线齿轮，滚刀刀齿的左右两侧刃口完全理论切削刃口之形状。或者说不管滚刀容屑槽形状如何，其刀齿左右两侧刃口应准确地分布在渐开线基本螺杆的螺旋面上。无论是新制滚刀还是重磨后的旧滚刀，其刀齿刃口均应符合这一原则。 图1.1 齿轮滚刀切削

14、齿轮的工作原理 齿轮滚刀的工作原理，犹如一对螺旋齿轮的啮合过程。滚刀就是具有一定切削角度的渐开线斜齿圆柱齿轮，滚刀的头数即相当于螺旋齿轮的齿数。这种齿数极少 螺旋角很大 牙齿能绕轴线很多圈数的变态斜齿轮圆柱齿轮，其实质就是一个蜗杆。滚刀切削刃刃位在该蜗杆的螺纹表面上，这种切削刃所在的蜗杆，称为滚刀的基本蜗杆。 很明显，齿轮滚刀要切出正确的渐开线齿形，作为滚刀的基本蜗杆，应该是渐开线蜗杆。其端面的齿形为渐开线，滚刀切削刃都位在渐开线基本蜗杆的螺纹表面上。这种类型的滚刀称为渐开线滚刀。但是由于渐开线滚刀在制造上存在很多问题，目前工业上很少采用。 工业上采用易于制造和检验，而端面的齿形又最近似于渐开线