图5 滚齿
a) 滚齿简图 b) 滚齿工作原理
图6 齿轮滚刀
2滚齿机
滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床,在滚齿机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮,还可加工蜗轮、链轮等。图7所示为滚齿机的外形图。 具有安装滚刀用刀轴的刀架4安装在垂直滑座6上,刀架可带着滚刀转动一定的角度δ。在垂直进给丝杠7的带动下,垂直滑座可在床柱5上沿垂直导轨8
上下移动。径向滑板1连同安装在上面的工作台15、立柱14一起,在径向进给丝杠带动下,可沿床身18的导轨作径向移动,以调整切削深度。工作台中央可安装心轴,用来安装工件,并带着工件在蜗杆轴16和蜗轮的带动下一起回转。
刀架连同滚刀转过角度δ,使切齿时滚刀刀齿的方向与轮齿的方向保持一致,以便滚切出直齿或斜齿。在滚切直齿圆柱齿轮时,δ的大小等于齿轮滚刀的螺旋升角γ,δ偏转的方向根据齿轮滚刀的旋向确定(图8)。 滚齿机滚切直齿圆柱齿轮的运动如下:
(1) 主运动 滚刀的回转运动,转速为n刀 (r/min),用以实现切削工件。
(2) 分齿运动 工作台的回转运动,转速为n工 (r/min)。为保证滚刀回转与工件回转之间确定的啮合关系实现展成运动,n刀与n工必须保持严格的速比,即
n工/n刀=z0/z工
式中 z0—齿轮滚刀头数;z工—工件齿数。
图7 滚齿机
1-径向滑板 2-挂轮箱 3-分齿挂轮箱 4-刀架 5-床柱 6-垂直滑座 7-垂直进给丝杠 8-垂直导轨 9-飞轮 10-支架 11-横梁 12,13-紧固螺母 14-立柱 15-工作台
16-蜗杆轴 17-径向进给手轮 18-床身
(3) 垂直进给运动 滚刀(刀架)沿着工件轴线方向上下均匀移动,以保证在工件整个宽度上切出齿槽。
(4) 径向进给运动 工作台的水平移动,以保证在工件上滚切出符合要求的齿槽深度。
3、滚齿的工艺特点
1.加工精度高。滚齿是利用展成 原理的齿轮加工方法,与铣齿相比, 没有原理性齿形误差,因此,加工精度 比铣齿高,一般为8—7级,高的可达 5~4级;齿面的表面粗糙度Ra值为
3.2~0.8μm,最小可达0.4μm。 图8 滚切直齿轮时滚刀的安装角度δ
a) 右旋齿轮滚刀 b) 左旋齿轮滚刀
2.生产率高。滚齿是多刃刀具的连续切削加工,生产率在一般情况下比铣齿、插齿高。
3.滚刀通用性强。每一模数的滚刀可以滚切同一模数任意齿数的齿轮。 4.适用性好。适于滚制直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮,但不能加工内齿轮,且不适宜间距较近的阶台齿轮(如双联、三联齿轮)的滚切。
插 齿
1、插齿的工作原理
用插齿刀按展成法或成形法加工内、外齿轮或齿条等的齿面称为插齿。以下仅介绍常用的展成法插齿。
展成法插齿是利用一对圆柱齿轮相啮合的原理来加工齿面的,如图9所示,齿轮副中的一个齿轮制成插齿刀,另一个齿轮换成齿坯。插齿刀是在轮齿上磨出前角、后角使其具有切削刃的特殊齿轮。插齿时,插齿刀回转、工件按齿轮副啮合关系相应回转,从而在齿坯上层成渐开线齿廓,插齿刀作上、下往复直线运动,
即完成切齿。
图9 插齿的工作原理
a) 插齿工作原理—圆柱齿轮副啮合运动 b) 插齿简图
2、插齿机
展成法插齿需在专用的齿轮加工机床即插齿机上进行。图10为插齿机的简图。
插齿刀安装在刀架3的刀轴2上,作上、下往复直线运动和回转运动。刀架可带动插齿刀向工件径向切入。工件安装在工作台7中央的心轴6上,在作回转运动的同时,随工作台水平摆动让刀。 插齿机插削直齿圆柱齿轮的运动如下:
(1) 主运动 插齿刀的上、下往复直线运动,其中插齿刀向下运动为工作行程,向上运动为返回行程。主运动的速度以每分钟往复次数表示,单位为str/min。
(2) 分齿运动 插齿刀与工件分别绕自身轴线回转的啮合运动,该运动严格保持下列啮合运动关系:
n工/n刀=z刀/z工
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