专利名称：剃前滚刀的改进方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工刀具技术领域的滚刀的改进方法，具体是一种剃前滚刀的改进方法。
背景技术：
一般在设计齿轮滚刀时其与被加工齿轮具有相同模数和压力角。但有时被加工齿轮零件要求具有较大变位量时，按常规的滚刀设计方法满足不了零件的齿形要求。这是因为1.较大的正变位齿轮的分圆接近其根圆(甚至小于根圆)，使滚刀节圆接近其顶圆(甚至不在其实体上)，造成滚刀的凸角无法设计。2.较大负变位齿轮的分圆接近其顶圆(甚至大于其顶圆)，使滚刀节圆接近其根圆或在根圆之内，造成设计修缘角度后滚刀的齿槽很榨，达不到滚刀的工艺要求。一般来说滚刀的修缘角度为50°-60°能使齿轮齿顶有效渐开线起始点相对稳定。在滚刀设计时常出现齿根槽宽Si太小，造成铲磨困难，滚刀初始值αφ取齿轮齿顶修缘角(修缘与轮齿对称线夹角)。而滚刀上的凸角量是保证剃齿工艺的质量。因此要滚削这些齿轮，使滚刀有一定量的凸角和较大的修缘角度，滚刀齿形必须加以改进。
经文献检索发现，作者杨有亮在1992年第五期《工具技术》第13页上发表的《大修缘角齿轮滚刀的设计》谈到了相关问题，在设计大修缘角齿轮滚刀时采用加深滚刀的齿根部分，这样增加了滚刀制造工艺的难度，也不能保证修缘角度的完整，影响精度和产品质量。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种剃前滚刀的改进方法，使滚刀可加工较大变位量的齿轮零件，既能保证齿形的修缘角度，也简化了滚刀的制造工艺、提高加工精度。
本发明是通过以下技术方案实现的，将齿轮的法向压力角减小为滚刀所需的小压力角，并相应地改变其模数和分度圆螺旋角，使齿轮参数改变前后的基圆直径相等，同时使参数改变后齿轮分度圆处的法向弧齿厚，螺旋角分别与参数改变前相等。此时，改变后的参数相当于已知另一个齿轮的参数，可按传统的滚刀设计方法来进行设计(用这种不同压力角的滚刀加工的齿轮除了过渡曲线形状不同以外其余参数均相同)，不受影响。
以下对本发明作进一步的限定，具体实现如下设已知被加工的法向模数mn，齿数z，法向压力角αn，螺旋角β和分度圆法向弧齿厚Sn。若所需齿轮滚刀的法向压力角为αn′，则此时齿轮的分度圆螺旋角β′为sinβ′=sinβconαnconαn′]]>由齿轮参数改变前后基圆的直径相等，可得zmnconαtconβ=zmn′conαt′conβ′]]>将conβconαnconαt=conβ′conαn′conαt′=conβb]]>代入上式得mn′=mnconαnconαn′]]>此时，齿轮的分度圆法向弧齿厚Sn′为Sn′=zmnconαnconαn′(snzmn+invαt-invαt′)]]>式中αt——齿轮法向压力角αn时的端面压力角αt′——齿轮法向压力角αn′时的端面压力角经过以上计算，参数改变后齿轮的法向模数mn′，齿数z′法向压力角αn′，螺旋角β′，法向弧齿厚Sn′均为已知，从而可将参数改变后的滚刀的设计过程转换为一般滚刀的设计过程。
齿轮参数改变后，其基圆直径仍保持相等，同时齿轮分度圆处的法向弧齿厚，螺旋角分别与参数改变前相同直径处法向弧齿厚、螺旋角也相等。转位设计后剃前滚刀的修缘角度的计算也同时以改变后的模数、压力角、螺旋角、分圆直径来进行计算。
随着汽车齿轮零件越来越多的特殊形状要求，滚刀按常规设计满足不了零件的齿形要求。如产品的特殊形状造成滚刀的凸角无法设计。而没有凸角的滚刀滚出的齿形会造成后道工序(剃齿或磨齿)的加工干涉不合格。又如，产品要求修缘角度较大，按常规设计的滚刀根部(＜0.3间隙)间隙太小是无法磨削的，因此要滚削这些齿轮，使滚刀有一定量的凸角和较大的修缘角度，滚刀的齿形必须加以改进。就是说原来不能实现的齿形加工，通过本发明就能顺利加工出所需的齿形来。如果滚刀加工没有达到修缘角度，就达不到产品要求，需要手工修缘；如果滚刀加工没有凸角，会造成齿轮啮合时干涉、噪音等故障。因此，本发明大大降低了工人的劳动强度和不必要的加工工时，提高了工作效率，增强了工艺的合理性，提高了产品质量。
图1本发明实施例滚刀齿形2本发明实施例转位设计后滚刀齿形图具体实施方式
结合本发明方法的内容，提供以下实施例下面举猎豹中间轴A档为例；齿轮参数压力角αn＝20°，模数mn＝2.5，齿数Z＝28，螺旋角＝37°5′，外圆直经de＝92.60-0.22，分圆直径d＝87.746，基圆直径do＝79.830， 根圆直径di＝77-0.375，量棒跨距M＝94.089-94.189，dp＝5.0。
实施结果参见附图1和图2，从以上设计实例中可以看出齿轮参数改变后，其基圆直径仍保持相等，同时齿轮分度圆处的法向弧齿厚，螺旋角分别与参数改变前相同直径处法向弧齿厚，螺旋角也相等。转位设计后剃前滚刀的修缘角度的计算也同时以改变后的模数，压力角，螺旋角，分圆直径来进行计算。
权利要求
1.一种剃前滚刀的改进方法，其特征在于，将齿轮的法向压力角减小为滚刀所需的小压力角，并相应地改变其模数和分度圆螺旋角，使齿轮参数改变前后的基圆直径相等，同时使参数改变后齿轮分度圆处的法向弧齿厚、螺旋角分别与参数改变前相等，此时，改变后的参数相当于已知另一个齿轮的参数，按滚刀设计方法来进行设计。
2.根据权利要求1所述的剃前滚刀的改进方法，其特征是，以下对其进一步限定，具体实现如下设已知被加工的法向模数mn，齿数z，法向压力角αn，螺旋角β和分度圆法向弧齿厚Sn，若所需齿轮滚刀的法向压力角为αn′，则此时齿轮的分度圆螺旋角β′为sinβ′=sinβconαnconαn′]]>由齿轮参数改变前后基圆的直径相等，得zmnconαtconβ=zmn′conαt′conβ′]]>将conβconαnconαt=conβ′conαn′conαt′=conβb]]>代入上式得mn′=mnconαnconαn′]]>此时，齿轮的分度圆法向弧齿厚Sn′为Sn′=zmnconαnconαn′(Snzmn+invαt-invαt′)]]>式中αt为齿轮法向压力角αn时的端面压力角，αt′为齿轮法向压力角αn′时的端面压力角；经过以上过程，参数改变后齿轮的法向模数mn′，齿数z′法向压力角αn′，螺旋角β′，法向弧齿厚Sn′均为已知，从而将参数改变后的滚刀的设计过程转换为传统滚刀的设计过程。
3.根据权利要求1所述的剃前滚刀的改进方法，其特征是，齿轮参数改变后，其基圆直径仍保持相等，同时齿轮分度圆处的法向弧齿厚，螺旋角分别与参数改变前相同直径处法向弧齿厚、螺旋角也相等，转位设计后剃前滚刀的修缘角度的计算也同时以改变后的模数、压力角、螺旋角、分圆直径来进行计算。
全文摘要
一种刀具领域的剃前滚刀的改进方法，将齿轮的法向压力角减小为滚刀所需的小压力角，并相应地改变其模数和分度圆螺旋角，使齿轮参数改变前后的基圆直径相等，同时使参数改变后齿轮分度圆处的法向弧齿厚、螺旋角分别与参数改变前相等，此时，改变后的参数相当于已知另一个齿轮的参数，按传统的滚刀设计方法来进行设计。本发明使滚刀可加工较大变位量的齿轮零件，既能保证齿形的修缘角度，也简化了滚刀的制造工艺、提高加工精度。
文档编号B23F21/00GK1586779SQ200410067320
公开日2005年3月2日 申请日期2004年10月21日 优先权日2004年10月21日
发明者汤凯怡 申请人:上海汽车股份有限公司