渐开线花键滚刀的设计与加工工艺.doc

1、任务书设计题目：渐开线花键滚刀的设计与加工工艺1设计的主要任务及目标（1）了解渐开线花键滚刀的工作原理。（2）掌握渐开线花键滚刀的齿形设计。、（3）了解渐开线花键滚刀切削过程及其特点。（4）了解渐开线花键滚刀结构参数的确定。（5）了解渐开线花键滚刀的公差与技术要求。（6）掌握渐开线花键滚刀的设计步骤。（7）掌握渐开线花键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）要求了解渐开线花键滚刀的工作原理。（2）要求基本掌握渐开线花键滚刀的齿形设计及结构设计，并能出产品图纸。（3）要求了解渐开线花键滚刀加工工艺。（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

2、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渐开线花键滚刀的齿形及结构设计，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渐开线花键滚刀的设计与加工工艺 摘要：本设计的题目

3、是渐开线花键滚刀，它是齿轮滚刀的一种，与齿轮滚刀相比它的齿高较小，分度圆压力角较大，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。渐开线花键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。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。除了滚刀的设计，滚刀的加工工艺也是本设计任务的一部分，我需要了解滚到材料的物理化学性能以及机械加工的相关知识，进而编制出加工渐开线花键滚刀的工艺过程。关键词：渐开线，压力角， 齿轮， 蜗杆， 啮合，刀刃，加工工艺 The design and proc

4、essing technology of Involute spline hobAbstract: The topic of this design is involute spline hob, it is one of the gear hob and its depth is small compared with gear hob, dividing the circle pressure Angle is bigger, the equivalent of a few teeth, spiral Angle large helical gear worm shaped its app

5、earance. Involute spline 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 equivalent to a big gear. In order to form the blade, in the end along the axis of the worm milling a few cr

6、umbs slot, in order to form the front and the rake Angle, the relieving and shovel grinding, knife after the formation of surface and back Angle. In addition to hob design, the processing technology of the hob is my part of the design task, I need to know to the physical and chemical properties and

7、mechanical processing knowledge, and develop the processes of machining involute spline hob.Keywords: involute, pressure Angle, gear, worm, gear, blade, processing technology目 录1前言12渐开线花键滚刀结构和齿形设计4 21滚刀的外径 422滚刀的长度 423滚刀的容屑槽 424滚刀的前角 525滚刀的分度圆直径和螺旋升角 626阿基米德的齿形角 727法向直廓的齿形角 828渐开线花键滚刀的齿厚和齿高 929滚刀的压力

8、角和齿高103渐开线开建滚刀的设计过程 1131渐开线花键滚刀的设计步骤和计算过程1132产品图194渐开线花键滚刀的公差与技术要求 205渐开线花键滚刀加工工艺 2351零件分析2352工艺说明2353加工工艺编制23531加工工艺过程卡 23532工艺装备明细表 25533机械加工工序卡片 2554刀具材料高速钢的应用25结论30参考文献31致谢32II1 前言本设计的题目是渐开线花键滚刀，即是齿轮滚刀其中特殊的一种，专用于加工渐开线花键。它是按展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。图1.1是用齿轮滚刀加工齿轮的工作原理图。齿轮滚

9、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

10、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。它的成形原理如图1.2中（c）所示，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的蜗杆，作为滚刀的基本蜗杆，作为滚刀的基本蜗杆。现在普遍采用两种，即阿基米德蜗杆和法向直廓蜗杆。阿基米德蜗杆其轴向截面为直线齿形，而端面的齿形为阿基米德螺旋线。用这种近似的蜗杆作为基本蜗杆的滚刀，称为阿基米德滚刀。法向直廓蜗杆的截面为直线齿形，而端面的齿形

11、为延长渐开线。用这种近似蜗杆作为基本蜗杆的滚刀，称为法向直廓滚刀。 图1.2 齿轮滚刀刃的形成和容屑槽齿轮滚刀的容屑槽分为直槽和螺旋槽两种，图1.2中（a）（b）分别为螺旋槽、槽的齿轮滚刀。渐开线花键滚刀作为齿轮滚刀的一种，工作原理和结构特性与齿轮滚刀相同，区别就是它专用于加工渐开线花键。渐开线花键滚刀分为两种精度等级。A级为精加工滚刀，B级为组加工滚刀（留磨滚刀）。精加工的滚刀一般按国标级精度第种过度配合的花键轴齿厚设计。当滚刀加工动配合的花键轴时，只要适当减小滚刀对花键轴的中心距即可。过渡配合的花键轴齿厚制造公差的平均值。 渐开线花键轴滚刀的法相齿形角为30，齿顶高heg=0.7m,齿全高

12、he=1.2m+cm。当m1时，c=0.35m；当m1时，c=0.2m。齿顶圆弧r1=0.1m，齿根圆弧r2=0.3m。 对于齿轮滚刀而言，当f5时，齿轮滚刀做成直槽。当5时，齿轮滚刀做成螺旋槽滚刀。而对于渐开线花键滚刀而言，因为加工的所有渐开线花键都是直槽，没有螺旋槽。故渐开线花键做成直槽滚刀。本设计就是要完成渐开线花键滚刀的结构和齿形设计，然后能够出产品图。当然也要对其加工工艺进行编制，包括工装明细表、工艺过程卡片、机械加工工艺卡片。目的就是能够简单设计出产品，并在车间里能够通过机械加工的方法在尽量节省材料、保证工人安全、提高生产效率和不污染环境的情况下加工出符合要求的合格产品。 2 渐开线花键滚刀结构和齿形设计2.1滚刀的外径 渐开线花键滚刀的外径是一个很重要的的结构尺寸，其大小直接影响其他结构参数的合理性。渐开线花键滚刀根据加工渐开线花键的精度等级的不同，可以选择不同的外径。精度等级高的的渐开线花键，滚刀的外径应选择的大一些；精度低的渐开线花键，滚刀的外径可以选择的小一些。滚刀外径越大，则滚刀分圆螺旋升角越小，因而可使滚刀的近似造形误差越小，提高齿形的设计精度。大的滚刀外径可使孔径增大，从而增