剃前滾刀的改進方法
2023-12-06 19:15:36
專利名稱：剃前滾刀的改進方法
技術領域：
本發明涉及一種機械加工刀具技術領域的滾刀的改進方法，具體是一種剃前滾刀的改進方法。
背景技術：
一般在設計齒輪滾刀時其與被加工齒輪具有相同模數和壓力角。但有時被加工齒輪零件要求具有較大變位量時，按常規的滾刀設計方法滿足不了零件的齒形要求。這是因為1.較大的正變位齒輪的分圓接近其根圓(甚至小於根圓)，使滾刀節圓接近其頂圓(甚至不在其實體上)，造成滾刀的凸角無法設計。2.較大負變位齒輪的分圓接近其頂圓(甚至大於其頂圓)，使滾刀節圓接近其根圓或在根圓之內，造成設計修緣角度後滾刀的齒槽很榨，達不到滾刀的工藝要求。一般來說滾刀的修緣角度為50°-60°能使齒輪齒頂有效漸開線起始點相對穩定。在滾刀設計時常出現齒根槽寬Si太小，造成鏟磨困難，滾刀初始值αφ取齒輪齒頂修緣角(修緣與輪齒對稱線夾角)。而滾刀上的凸角量是保證剃齒工藝的質量。因此要滾削這些齒輪，使滾刀有一定量的凸角和較大的修緣角度，滾刀齒形必須加以改進。
經文獻檢索發現，作者楊有亮在1992年第五期《工具技術》第13頁上發表的《大修緣角齒輪滾刀的設計》談到了相關問題，在設計大修緣角齒輪滾刀時採用加深滾刀的齒根部分，這樣增加了滾刀製造工藝的難度，也不能保證修緣角度的完整，影響精度和產品質量。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種剃前滾刀的改進方法，使滾刀可加工較大變位量的齒輪零件，既能保證齒形的修緣角度，也簡化了滾刀的製造工藝、提高加工精度。
本發明是通過以下技術方案實現的，將齒輪的法向壓力角減小為滾刀所需的小壓力角，並相應地改變其模數和分度圓螺旋角，使齒輪參數改變前後的基圓直徑相等，同時使參數改變後齒輪分度圓處的法向弧齒厚，螺旋角分別與參數改變前相等。此時，改變後的參數相當於已知另一個齒輪的參數，可按傳統的滾刀設計方法來進行設計(用這種不同壓力角的滾刀加工的齒輪除了過渡曲線形狀不同以外其餘參數均相同)，不受影響。
以下對本發明作進一步的限定，具體實現如下設已知被加工的法向模數mn，齒數z，法向壓力角αn，螺旋角β和分度圓法向弧齒厚Sn。若所需齒輪滾刀的法向壓力角為αn′，則此時齒輪的分度圓螺旋角β′為sin=sinconnconn]]>由齒輪參數改變前後基圓的直徑相等，可得zmncontcon=zmncontcon]]>將conconncont=conconncont=conb]]>代入上式得mn=mnconnconn]]>此時，齒輪的分度圓法向弧齒厚Sn′為Sn=zmnconnconn(snzmn+invt-invt)]]>式中αt——齒輪法向壓力角αn時的端面壓力角αt′——齒輪法向壓力角αn′時的端面壓力角經過以上計算，參數改變後齒輪的法向模數mn′，齒數z′法向壓力角αn′，螺旋角β′，法向弧齒厚Sn′均為已知，從而可將參數改變後的滾刀的設計過程轉換為一般滾刀的設計過程。
齒輪參數改變後，其基圓直徑仍保持相等，同時齒輪分度圓處的法向弧齒厚，螺旋角分別與參數改變前相同直徑處法向弧齒厚、螺旋角也相等。轉位設計後剃前滾刀的修緣角度的計算也同時以改變後的模數、壓力角、螺旋角、分圓直徑來進行計算。
隨著汽車齒輪零件越來越多的特殊形狀要求，滾刀按常規設計滿足不了零件的齒形要求。如產品的特殊形狀造成滾刀的凸角無法設計。而沒有凸角的滾刀滾出的齒形會造成後道工序(剃齒或磨齒)的加工幹涉不合格。又如，產品要求修緣角度較大，按常規設計的滾刀根部(＜0.3間隙)間隙太小是無法磨削的，因此要滾削這些齒輪，使滾刀有一定量的凸角和較大的修緣角度，滾刀的齒形必須加以改進。就是說原來不能實現的齒形加工，通過本發明就能順利加工出所需的齒形來。如果滾刀加工沒有達到修緣角度，就達不到產品要求，需要手工修緣；如果滾刀加工沒有凸角，會造成齒輪嚙合時幹涉、噪音等故障。因此，本發明大大降低了工人的勞動強度和不必要的加工工時，提高了工作效率，增強了工藝的合理性，提高了產品質量。
圖1本發明實施例滾刀齒形2本發明實施例轉位設計後滾刀齒形圖具體實施方式
結合本發明方法的內容，提供以下實施例下面舉獵豹中間軸A檔為例；齒輪參數壓力角αn＝20°，模數mn＝2.5，齒數Z＝28，螺旋角＝37°5′，外圓直經de＝92.60-0.22，分圓直徑d＝87.746，基圓直徑do＝79.830， 根圓直徑di＝77-0.375，量棒跨距M＝94.089-94.189，dp＝5.0。
實施結果參見附圖1和圖2，從以上設計實例中可以看出齒輪參數改變後，其基圓直徑仍保持相等，同時齒輪分度圓處的法向弧齒厚，螺旋角分別與參數改變前相同直徑處法向弧齒厚，螺旋角也相等。轉位設計後剃前滾刀的修緣角度的計算也同時以改變後的模數，壓力角，螺旋角，分圓直徑來進行計算。
權利要求
1.一種剃前滾刀的改進方法，其特徵在於，將齒輪的法向壓力角減小為滾刀所需的小壓力角，並相應地改變其模數和分度圓螺旋角，使齒輪參數改變前後的基圓直徑相等，同時使參數改變後齒輪分度圓處的法向弧齒厚、螺旋角分別與參數改變前相等，此時，改變後的參數相當於已知另一個齒輪的參數，按滾刀設計方法來進行設計。
2.根據權利要求1所述的剃前滾刀的改進方法，其特徵是，以下對其進一步限定，具體實現如下設已知被加工的法向模數mn，齒數z，法向壓力角αn，螺旋角β和分度圓法向弧齒厚Sn，若所需齒輪滾刀的法向壓力角為αn′，則此時齒輪的分度圓螺旋角β′為sin=sinconnconn]]>由齒輪參數改變前後基圓的直徑相等，得zmncontcon=zmncontcon]]>將conconncont=conconncont=conb]]>代入上式得mn=mnconnconn]]>此時，齒輪的分度圓法向弧齒厚Sn′為Sn=zmnconnconn(Snzmn+invt-invt)]]>式中αt為齒輪法向壓力角αn時的端面壓力角，αt′為齒輪法向壓力角αn′時的端面壓力角；經過以上過程，參數改變後齒輪的法向模數mn′，齒數z′法向壓力角αn′，螺旋角β′，法向弧齒厚Sn′均為已知，從而將參數改變後的滾刀的設計過程轉換為傳統滾刀的設計過程。
3.根據權利要求1所述的剃前滾刀的改進方法，其特徵是，齒輪參數改變後，其基圓直徑仍保持相等，同時齒輪分度圓處的法向弧齒厚，螺旋角分別與參數改變前相同直徑處法向弧齒厚、螺旋角也相等，轉位設計後剃前滾刀的修緣角度的計算也同時以改變後的模數、壓力角、螺旋角、分圓直徑來進行計算。
全文摘要
一種刀具領域的剃前滾刀的改進方法，將齒輪的法向壓力角減小為滾刀所需的小壓力角，並相應地改變其模數和分度圓螺旋角，使齒輪參數改變前後的基圓直徑相等，同時使參數改變後齒輪分度圓處的法向弧齒厚、螺旋角分別與參數改變前相等，此時，改變後的參數相當於已知另一個齒輪的參數，按傳統的滾刀設計方法來進行設計。本發明使滾刀可加工較大變位量的齒輪零件，既能保證齒形的修緣角度，也簡化了滾刀的製造工藝、提高加工精度。
文檔編號B23F21/00GK1586779SQ200410067320
公開日2005年3月2日 申請日期2004年10月21日 優先權日2004年10月21日
發明者湯凱怡 申請人:上海汽車股份有限公司