[发明专利]0°齿形角斜齿精车剃齿刀的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种精车剃齿刀的设计方法，更确切地说，本发明涉及一种0°齿形角斜齿精车剃齿刀的设计方法。

背景技术

精车剃齿法出现于当前已获广泛应用的一般剃齿法之后，历史尚不太久，所用精车剃齿刀（详见《齿轮刀具设计理论基础》，四川省机械工业局编，1982）与被加工齿轮在车剃齿面加工时，仍构成空间交叉轴螺旋齿轮啮合传动并借助螺旋齿轮点啮合与齿面具有相对滑移速度进行齿面精加工，但两者存在显著不同。

1.一般剃齿刀的刀齿侧面（即刀具后刀面）开有容屑槽（即刀具前刀面）形成刀刃，刀刃上的点只有通过啮合线时才能切削形成齿面，所以刀刃切削不连续。加工齿轮齿形由包络形成，是为包络展成，而精车剃齿刀以共轭齿面接触线构成连续刀刃，刀刃连续切削形成齿面，是为共轭展成，可显著提高切齿效率及改善加工质量。

2.一般剃齿刀重磨后刀面（渐开柱面或渐开螺旋面），每次刃磨容屑槽均变浅，重磨次数、刀具寿命受限。精车剃齿刀重磨前刀面（端平面或单叶双曲面），增加精车剃齿刀宽度可提高重磨次数及刀具寿命。

3.一般剃齿过程为自由传动，而精车剃齿为强迫传动，因此能消除被加工齿轮齿形误差，又能改善齿轮节距误差，并可精车剃齿加工余量更大的齿轮。

显然，精车剃齿在提高加工质量和效率方面较一般剃齿具有一定优越性。但迄今为止精车剃齿应用并不普遍，成功开发的（如原德国普法特公司的PF150）也不常见，分析、归纳存在如下问题：

1）按现行精车剃齿刀构形，既可以加工斜齿轮又可加工直齿轮的斜齿精车剃齿刀，其后刀面（A_α）为渐开螺旋面，前刀面（A_γ）为啮合线围绕刀具轴线回转构成的单叶双曲面，制造、刃磨复杂。将后刀面（A_α）制成渐开柱面，前刀面（A_γ）制成端平面的直齿精车剃齿刀，制造、刃磨简单，但仅能加工斜齿轮，加工齿轮品种受限。

2）刀具的理论后角取决于共轭齿面诱导法曲率构成的齿面离隙量。后角值过小，从而引起刀具过快磨损，以及要求对刀必须十分精确，否则引起刀刃啃刀或加工齿面出现冷压带。

3）为解决后角过小的问题，附加造形后角的精车剃齿刀设计与计算复杂，且为精车剃齿刀平添了理论构形误差。

4）用于刮削硬齿面的精车剃齿刀，即使采用构形较为简单的直齿精车剃齿刀，其硬质合金镶装刀齿结构也相当复杂、难造及成本高。

5）目前，尚仅适用于较小模数（m）的齿轮加工。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的设计与计算复杂、制造和刃磨复杂、存在理论构形误差、镶装刀齿结构复杂及高成本、加工齿轮品种和模数受限制等问题，提供了一种0°齿形角斜齿精车剃齿刀的设计方法。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的0°齿形角斜齿精车剃齿刀的设计方法的步骤如下：

1）确定基圆半径R_b

根据使用机床及刀具结构确定R_b，单位.mm；

2）选取基圆螺旋角β_b0

β_b0取值为10°～20°；

3）确定螺旋旋向

必须与加工齿轮的旋向一致；

4）初算刀具齿数z₀

z0=2Rbcosβb0mncosαn]]>

式中：m_n—加工齿轮的法向模数，α_n—加工齿轮法向分度圆压力角；

计算出z₀不为整数，应圆整成整数Z^*₀，并使Z^*₀与加工齿轮齿数z无公因数；