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齒輪工藝員必備的滾刀知識

一、齒輪滾刀概念
△ 齒輪滾刀實質(zhì)上是一個漸開線圓柱斜齒輪，其齒數(shù)很少（常見的為一齒），而螺旋角很大（接近90度），故外型不象齒輪而呈蝸桿狀（該蝸桿稱之為滾刀的基本蝸桿）。
△ 常見的大部份滾刀的基本蝸桿為阿基米德蝸桿。
△ 齒輪滾刀端面上標(biāo)志 m α 是為mn αn  HSS為高工鋼  D+F為切深。
△ 滾齒時滾刀轉(zhuǎn)一圈，齒輪轉(zhuǎn)n齒 (n為滾刀頭數(shù)常為1)。
△ 滾刀常用精度為AA  A  B 可加工7至9級齒輪。精度有GB  JB  企標(biāo)之分，以GB精度最高(與ISO等效)。
△ 加工齒數(shù)較多的齒輪時，滾刀應(yīng)長些，否則刀子易磨損，若用較短的滾刀則應(yīng)增加切削錐，以減輕負(fù)荷。
△ 標(biāo)誰齒輪滾刀是用來加工ha*=1  C*=0.25  αn=20度的漸開線圓柱外齒輪。齒輪可以是變位的或不變位的，可以是斜齒或直齒。
△ 只要滾刀的基節(jié)和工件的基節(jié)相等，且滾刀齒深足夠，且該滾刀就可加工該工件，不必拘宜于非要m  α 對應(yīng)相等。
 
二、普通齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)尺寸
                   表一  國內(nèi)工具廠常用的小結(jié)構(gòu)尺寸mm
模數(shù)
Module
外徑
Oustside Dia
長度
Overall Length
孔徑
Hole Dia
1
50
40
22
1.25
1.5
55
45
1.75
2
50
2.25
60
2.5
65
55
2.75
3
70
60
27
3.25
75
65
3.5
70
3.75
80
70
4
75
4.25
85
80
4.5
85
5
90
90
5.5
100
95
32
6
105
100
6.5
110
7
115
105
8
125
115
9
140
130
40
10
150
135
 
表二    GB6084規(guī)定的結(jié)構(gòu)尺寸(普通型)  mm       　　　　　
模數(shù)
Module
外徑
Outside Dia.
長度
Overall Length
孔徑
Hole Dia.
1
50
32
22
1.25
1.5
40
1.75
63
50
27
2
2.25
71
55
2.5
2.75
63
3
3.25
80
71
32
3.5
3.75
90
80
4
4.5
90
 
5
100
100
5.5
112
112
40
6
6.5
118
118
7
125
8
125
132
9
140
150
10
150
170
50
 
我公司由于產(chǎn)品特點(diǎn)，刀具尺寸略有不同。
三、滾刀常用材料
1. 鎢鋼（硬質(zhì)合金）
2、普通高速鋼（M2）
3. 鈷高速鋼（M35  M42）(SKH55)
4. 粉末冶金高速鋼：
1) ASP 2030(ASP30)
2) ASP 2052(ASP52)
3) ASP 2060(ASP60)
四、滾齒工藝誤差分析
齒輪的加工誤差來源于齒坯-機(jī)床-刀具工藝系統(tǒng)的各誤差。下表列出了其相互影響關(guān)系。
No.
工藝誤差因素
周節(jié)累積誤差
基節(jié)偏差
齒形誤差
齒向誤差
齒厚誤差
 
機(jī)床方面
 
 
 
 
 
1
分度蝸輪偏心
★
 
 
 
 
2
分度蝸桿周期誤差
 
★
★
 
 
3
分度鏈中間齒輪偏心
 
★
★
 
 
4
機(jī)床工作臺周期性游動
★
 
 
 
 
5
進(jìn)給絲桿的周期誤差
 
 
 
★
 
6
刀架道軌的傾斜
 
 
 
★
 
7
機(jī)床工作心軸的跳動
★
 
 
 
 
 
滾刀方面
 
 
 
 
 
1
前刃面徑向性誤差
 
★
★
 
 
2
容屑槽周節(jié)累積誤差
 
 
★
 
 
3
前刃面導(dǎo)程誤差
 
★
★
 
 
4
齒形角制造誤差
 
★
★
 
 
5
齒距誤差
 
★
 
 
★
 
安裝方面
 
 
 
 
 
1
齒坯安裝偏心
★
 
 
 
 
2
齒坯安裝傾斜
★
 
 
★
 
3
滾刀安裝徑跳軸跳
 
 
★
 
 
4
工件徑向跳動
 
 
 
 
 
5
工件端面跳動
 
 
 
★
★
6
分度掛輪誤差
 
★
★
 
 
7
差動掛輪誤差
 
★
★
 
 
8
切深誤差
 
 
 
 
★
 
五、滾刀安裝：
滾刀安裝應(yīng)根據(jù)壓力角、模數(shù)、精度以及刀桿直徑選擇相應(yīng)的滾刀，滾刀在刀桿安裝夾緊后，應(yīng)使用百分表，檢查滾刀上兩個凸臺的徑向跳動（有些滾刀只有一個凸臺），兩凸臺的跳動方向和數(shù)值應(yīng)盡可能一致，以避免滾滾刀安裝的偏斜。根據(jù)加工零件的不同精度等級，滾刀安裝允許的徑向跳動值為：（依GB精度）
滾切7、8級精度齒輪，A、B處允許的徑向跳動值為0.01mm。
當(dāng)滾刀徑向跳動超過允許值不大時，可以松開滾刀緊固螺冒，轉(zhuǎn)動滾刀或墊圈，再重新夾緊進(jìn)行檢查。反復(fù)多次直至到達(dá)滾刀的安裝精度要求。
 六、切削規(guī)范
切削規(guī)范主要包括 切削速度V 走刀量S 及吃刀深度t
切削規(guī)范與刀具壽命關(guān)系密切，刀具一般磨損達(dá)0.2-0.3mm左右時應(yīng)及時刃磨，從刃磨一次可加工一個班的觀點(diǎn)出發(fā)，傳動滾刀的 V=30-40 m/min左右，S=0.75-1.25 mm/per
 m<3 可一刀切至全齒深，m3-6 分二刀切 m>6 分三刀切。
高速滾刀的速度可提高，一般 V在80 m/min以上，但須在CNC滾床上滾。
V=πnD/1000 m/min
n 滾刀轉(zhuǎn)速 1/min
D 滾刀外徑 mm
滾齒可采用順滾或逆滾，一般采用逆滾(由上向下滾)較多。
逆滾切削時振動小，切削平穩(wěn)，當(dāng)機(jī)床走刀機(jī)構(gòu)存在間隙時，刀齒也不會斷裂或崩刀，但刀具易磨鈍；刀齒切出時毛刺較大。
順滾刀具壽命長，消耗功率小，但機(jī)床的走刀機(jī)構(gòu)必須要有消除走刀絲桿與螺母間隙的裝置，否則易使?jié)L刀產(chǎn)生斷裂或崩刃，同時要求機(jī)床的剛性較高。
 
七、滾齒單件工時計算
   T=Z(b+8)/Nns min
   T 滾齒單件工時 min (不包括輔助時間)
   Z 齒輪齒數(shù)
   N 滾刀頭數(shù)
   n 滾齒轉(zhuǎn)速 1/min
   s 走刀量 mm/per
   8 滾齒時刀子的過頭量，可修正。
 
八、齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)噪音之對策
齒輪噪音形成的原因有許多，尤其高負(fù)荷高轉(zhuǎn)速的運(yùn)轉(zhuǎn)中，噪音與振動始終是急需要去克服的問題。茲將減低噪音之要點(diǎn)及對策整理於下，若按照這說明詳加注意噪音問題應(yīng)可大幅改善。
1. 選用良好精度的齒輪
將節(jié)距誤差、齒形誤差、齒溝偏差、齒筋誤差改小，則噪音自然會變小。研磨齒面，除可改善齒輪各個精度外，還可改良齒面粗度。故對減低噪音有很好的效果。
2. 采用光滑的齒面
研磨、擦磨（Lapping）、砥磨（Honing）均可達(dá)到很理想齒面粗度，另在油中熱身一段時間也可以改善齒面粗度，這對噪音均有降低作用。
3. 正確的齒面接觸
實施齒面鼓形加工（Crowing）或削端加工（Relieving）防止單片接觸，噪音自然會降低。適當(dāng)?shù)凝X頂修緣對降低噪音也有效。消除齒面上的碰傷或打痕。
4. 適當(dāng)?shù)凝X隙
若為脈動性的傳動，則較小的齒隙對噪音的降低有幫助。一般較均衡性的負(fù)荷，齒隙略大對噪音降低有利。
5. 較大的咬合率
咬合率越大噪音越小因此減小壓力角或加高齒深均可以增加咬合率。重疊率加大也可以降低噪音，因此螺旋齒輪比正齒輪噪音小。
6. 較小的齒輪
采用較的小模數(shù)及較小的外徑
7. 較高的剛性
加寬齒幅，高剛性的形狀對噪音的降低有利。加強(qiáng)齒輪箱及軸類的剛性。
8. 采用振動漸衰率高的材質(zhì)
若為輕負(fù)荷低回轉(zhuǎn)的齒輪，采用塑膠齒輪是很好的選擇，但要注意溫度上升問題。鑄鐵齒輪比鋼齒輪對降低噪音有效。
9. 適當(dāng)?shù)臐櫥?/div>
實施充分的潤滑。粘度高的潤滑油噪音較低。
10. 低速運(yùn)轉(zhuǎn)及低負(fù)荷
齒輪的轉(zhuǎn)速盡量壓低，負(fù)荷盡量減輕可減少噪音。
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