一种超声精密滚齿装置的设计与使用

为解决硬齿面齿轮滚齿工艺中的滚齿切削力、切削热大,滚刀磨损严重,滚刀使用寿命较低问题。设计了一种超声精密滚齿装置,由齿轮工件回转及超声振动复合主轴系统,外支撑固定系统和超声波电源换向系统三部分组成。将超声精密滚齿装置安装在滚齿机工作台上,根据齿轮工件的不同结构特点采用不同的超声振动方式与滚刀进给切削方式实现超声精密滚齿,可延长滚刀使用寿命、提高滚齿效率、提高滚齿加工精度。     

微齿数计算原理在花键轴铣床上的应用

一、微齿数计算原理滚切斜齿轮与滚切直齿圆柱齿轮的不同之处,在于斜齿轮的轮齿是一条螺旋线,滚切时必须满足切出规定的螺旋线要求。根据展成法加工齿轮原理及螺旋线形成原理,滚切斜齿圆柱齿轮时,工件必须有一个附加运动。即:当滚刀轴向进给S毫米时,工件除转一转外,还必须附加转动(?)(如图1),才能切除ab′段螺旋线。相当于工件应附加转动转,(Z、m_n、β分别为工件的齿数、法向模数和分圆柱螺旋角)。     

加工大质数螺旋齿轮时差动挂轮究竟如何计算?

加工100齿以上大质数螺旋齿轮时,为了能选配分度挂轮,通常在计算过程中要在工件齿数Z上增减一个小于1的 Z。这时当滚刀旋转Z/K转时,分度传动链只保证工件转过Z/(Z±△Z)转。为了确保在工件圆周上切出Z个齿,此时必须由差动传动链给工件一个补偿转动量。另一方面为了使工件齿形成螺旋角,差动系统还得给工件一个补充转动量。所以,差动传动链给予工件的总补充转动量应是这两部分的合成。本刊1975年第二期在“100齿以上质数螺旋齿轮滚切时消除乱齿的方法”一文中,列出了此时差动传动链传给工件的总补充旋转量为;式中,为工件螺旋齿导程;Sb为滚…     

滚齿时滚刀安装角的探讨

一般滚齿不论是正齿轮或斜齿轮、变位与否,滚刀安装角ω=β±λ(β为工件螺旋角,λ为滚刀螺纹升角)。滚刀轴线与工件轴线的轴交角∑=90°-ω=90°-(β±λ)。滚刀安装角的变化究竟对工件尺寸、齿形精度的影响如何,迄今说法仍很多。本文根据交错轴斜齿轮啮合原理,并结合滚齿试验,探讨滚齿时滚刀安装角的变化对滚齿后齿廓的影响,以及与此相关的齿轮齿厚和齿廓过渡曲线高度的变化问题。     

花键铣床加工渐开线圆柱斜齿轮

渐开线圆柱斜齿轮通常是在具有差动机构的滚齿机上加工,但如附图所示的斜齿轮轴,由于轴向尺寸较大,而径向尺寸又太小,大型滚齿设备中心距够不上,小型滚齿设备轴向尺寸又不够,对于小批单件生产的零件,设计专用滚齿装备或对设备进行改造,既费时又不经济。我厂在完成新产品电动卷扬机研制中,针对附图所示的零件,采用无差动方法在Y631K型花键铣床上滚切加工这种圆柱斜齿轮轴,满足规定的技术要求,既省时又经济,解决了新产品试制中的技术问题。 1.传动原理设圆柱斜齿轮的齿数为Z、法向模数为m_n分度圆柱螺旋角为β,则分度圆柱螺旋线导程p_z、则p_z=πm_nZ/sinβ,又设滚刀的头数为Z_1,当滚刀转Z/Z_1转时,滚刀轴向进给f′,这时工件应转1转并附加旋转±f′/P_π、即工件应转1±f′/p_z转。当工件转1转时,滚刀轴     

差动轮转坯法滚切短齿圆柱齿轮

滚齿机滚切短齿圆柱齿轮时,在没有短齿滚刀的情况下,可选用具有相同模数、压力角的标准齿轮滚刀,采用差动轮转坯方法来实现齿厚滚切减薄,完成短齿工件滚切加工。此法经实践使用效果良好,它比采用分齿轮转坯方法调整精度高。例如在Y38型滚齿机进行滚切减薄     

大螺旋角圆柱齿轮加工

在Y3150型滚齿机上加工大螺旋角圆柱齿轮,如果螺旋角在40°以内,加工是比较容易的。而当螺旋角β>40°,又是右旋方向时,就很困难了。在加工右旋齿轮,滚刀也是右旋方向,则滚刀的安装角即刀架的转角为ω: ω=β-γ (1)式中β——被加工齿轮螺旋角γ——滚刀的螺旋升角本文介绍的,均以工件为右旋方向为例,因左旋工件不存在这里所提出的问题。滚刀安装角的方向,为逆时针方向转动。如图1所示的实线位置。由图1可知,很有可能刀架在刚转动到位甚至还未到位时,其顶端就已经与工作台相碰,更不用说还要垂直走刀了。     

用标准滚刀加工超大变位齿轮

在超大变位齿轮加工方面,有人认为要用加长滚刀或重新设计滚刀才能完成滚齿切削。笔者认为用标准滚刀完成滚齿切削会更经济、更实用,现作如下分析。 1.滚切原理 我们用滚刀加工渐开线齿轮的方法属于展成法     

大螺旋角齿轮滚刀

在滚齿机上滚切圆柱直齿和斜齿轮时,刀架扳动角度分别为(图1): 其中占δ:刀架扳动角度,λ刀:滚刀螺旋升角, β_工:工件螺旋角。λ刀一般比较小,常在5°以内,从上式可看出,当β_工较大时,δ也随之增大,这样,滚刀在从上向下(或从下向上)走刀时,首先接触工件的就是滚刀端部(图2),而滚刀端部正是刀齿逐渐变“瘦”的部位,强度很低,滚     

谐波齿轮大变位柔轮滚齿成形机理及误差分析

文中基于滚齿仿真计算研究大变位齿轮成形机理,分析柔轮齿面理论加工误差值及产生原因,为滚齿工艺参数选择提供指导,以改善大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数化方程,并结合滚齿参数及滚齿时滚刀和工件相互运动关系建立变位齿轮滚切成形数学模型,基于滚齿多刃切削成形特征建立齿面理论加工误差评价模型进行滚齿加工误差仿真计算,还进行了滚齿加工试验验证仿真计算的正确性。对大变位柔轮滚齿成形过程及产生的齿面拓扑误差、齿形和齿向误差进行仿真计算发现：增大滚刀长度可有效减小因齿顶处切削不足而产生的加工误差,计算得到完全切削的滚刀最小长度;减小滚刀轴向进给量可显著减小齿面误差,计算得出齿向误差最大值与滚刀轴向进给量的关系曲线。     

微机用于无差动滚铣斜齿轮调整计算

斜齿轮轴通常是在滚齿机上滚切齿形。在没有滚齿机或因齿轮轴太长,无法在滚齿机上装夹时,可改用螺旋花键轴铣床或普通花键轴铣床铣出齿形。不过普通花键轴铣床是为铣直槽花键轴而设计的,不带差动机构。为铣切斜齿轮,当滚刀轴向进给时,齿坯还应做相应的附加转动。为此必须对进给和分齿运动进行精确的特殊计算来实现工件与滚     

大变位齿轮滚刀的设计

在齿轮滚刀的设计当中,当其分圆直径(又称中径)被确定,则螺旋升角也将确定。但分圆直径如果较大程度偏离滚刀齿的工作区域时,从而造成滚刀的设计与实际螺旋升角相差较大,导致滚齿结果偏离设计目标的现象。因此合理选择齿轮滚刀的分圆直径,对滚刀的制造、检测以及滚切结果都是非常重要的。     

双联齿轮可滚齿加工的判定

生产中常用插齿法加工双联齿轮,由于插齿效率一般不如滚齿高,尤其用插齿法加工斜齿双联齿轮时须具备相应的螺旋导轨和斜齿插齿刀,且不如滚齿法方便,因此,在双联齿轮结构参数允许的条件下,建议采用滚齿法加工。常见的双联齿轮如图1所示,其大端和小端轮齿的外径分别为D_(e1)和D_(e2),根径分别为D_(i1)和D_(i20)因双联齿轮的情况各异,当D_(i1)>D_(e2)时,双联齿轮的大端轮齿可用滚齿法加工,除此种情况之外,其它双联齿轮的大端或小端齿能否用滚齿法加工,则视双联齿轮和滚刀的参数而定。本文以滚切斜齿双联齿轮为例,对双联齿轮可用滚齿加工的判定方法等作如下说明。     

试谈滚刀是否需要对中

在滚齿加工中,判断是否需要操作工序,应以其对齿轮加工精度有无影响而定。本文论述滚刀对中在滚齿过程中对齿轮的加工精度的影响。一、由滚切原理产生的齿形误差 1.滚切齿轮相当于一对螺旋齿轮的啮合为了便于分析,习惯将滚切过程简化为滚刀的法向齿条与齿轮的平面啮合。按此啮合原理,有两条啮合线相交于节点,并以过节点和齿轮中心的连线为对称轴,因此,工件同一基圆的两侧的渐开线齿廓也是     

标准滚刀滚切变位直齿轮的刀架角计算

针对变位直齿轮滚切加工中的刀架角调整问题,建立了齿轮滚刀滚切变位直齿轮的模型,用Matlab编程计算了刀架角对工件齿轮齿形及分度圆齿厚的影响。计算结果表明,刀架角对工件齿轮齿形的影响很小,但对工件齿轮分度圆齿厚的影响很大。同时,用本文中的方法可求得理想的刀架角,使变位直齿轮的加工误差为最小。     

滚刀安装角的调整计算

滚切变位齿轮时,精确调整滚刀安装角是很重要的。特别是用标准齿轮滚刀切削精度较高(8～7级),模数及变位系数较大的齿轮,如果滚刀安装角的误差过大,就会明显的影响齿形精度。 滚刀刀齿是按螺旋线排列的。在滚切齿轮时,为使刀齿运动方向与工件轮齿方向一致,就要调整滚刀安装角,否则,滚刀在垂直进给时,刀齿就会破坏已经切出的齿形。滚切变位齿轮时,由于滚刀相对于工件移动了一个变位距X=土 mn(式中 一工件变位系数,mn-滚刀法向模数),所以滚刀分度圆与切削节圆就不重合了。节圆直径增大或减小了2　mn(图a、4)。由滚刀螺旋升角计算式: sin人一…     

圆柱齿轮滚切多刃断续切削空间成形模型及应用

滚切加工作为当前圆柱齿轮制造应用最为广泛的工艺具有高效但成形过程复杂的特点。基于展成原理,由规则分布在滚刀基本蜗杆螺旋面上的一系列切削刃相继从圆柱齿坯上切除材料,最终包络形成渐开线齿面。研究其成形原理可以为提升该工艺性能提供有效指导。针对齿轮滚切工艺过程多刃切削成形特征,建立圆柱齿轮滚切的空间成形模型。基于滚刀几何结构参数的理论约束关系,建立滚刀切削刃序列的参数方程;根据滚刀和工件的几何参数以及切削参数确定滚切过程中滚刀与工件的空间位置和运动关系,并基于空间运动学方法推导求得滚刀刀刃序列形成的空间成形曲面参数模型;采用离散数值方法获得滚切过程中的切屑几何形态及切屑厚度,并根据切屑几何计算各刀刃去除材料时的瞬时主切削力。该模型可以为滚切工艺参数优化、滚刀几何设计等研究提供支撑。     

谐波齿轮大变位柔轮滚齿误差分析及滚刀设计

基于滚齿仿真计算研究大变位柔轮成形机制,分析其齿面理论加工误差值及产生原因,重新设计滚刀以提高大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数方程,根据滚刀与工件的几何参数及加工参数确定滚刀与工件相互位置和空间运动关系,进行滚齿切削仿真;根据滚刀多刃切削的成形特点,建立齿面理论加工误差评价模型,对滚齿误差进行仿真计算;基于滚齿加工时滚刀与齿轮法向基节相等原理,重新设计滚刀以减小滚齿齿面偏差。研究发现,标准滚刀加工齿数较多的大变位柔轮时,会因滚刀切削刃数不足而在齿顶处出现欠切削,致使加工误差大;模数、压力角不同于标准滚刀的新滚刀仅需较少切削刃即可实现大变位柔轮的完全切削,且齿面加工误差比标准滚刀完全切削齿面时产生的加工误差略小。研究结果可为大变位柔轮滚齿精度控制研究及滚刀参数选择等提供重要参考。     

铣削螺旋齿轮时的快速回刀法

在有差动链的滚齿机上加工斜齿轮时，该刀的切削运动n0（主运动）与工作台的转数n之间的关系：式中K——滚刀头数Z——工件的齿数T——工件的螺旋导程S——工作台每转轴向进给量n——工作台的转数n0——滚刀的转数由上式可知，加工齿数为Z的斜齿轮与加工齿数为Z（l干S／T）的直齿轮是完全一样的。所以可以不用差动链，而将加工直齿轮的挂轮公式中的Z改用（Z干S／T）就能得到加工齿数为Z的斜齿轮所需的运动，这就是无差动调整法的原理。工件导程与工件法向模数mn、齿数Z及轮齿在分度国上的螺旋角B的关系如下：再考虑到设备的传动键之间…     

剃齿刀铣齿形序滚刀的选择

汽车齿轮多采用剃齿作为齿部最后精加工的手段,剃齿可以稳定提高齿轮的精度和表面加工质量,剃齿工艺使用范围极广,故剃齿刀的需求量较大。剃齿的基本原理是应用交叉轴螺旋齿轮啮合原理,利用齿面带小槽的具有切削能力的刀具齿轮与被加工工件无间隙自由对滚啮合,通过进给加压并利用啮合齿面间相对滑移产生的切削作用去除金属进行加工。剃齿刀的加工周期和铣齿形序滚刀的选择是加工的关键因素,过去几乎是一种模数、