齿轮刮削滚刀的制作方法

专利名称：齿轮刮削滚刀的制作方法
技术领域：
本发明属于渐开线齿轮滚刀领域。
刮削淬硬齿面所用的刀具即为齿轮刮削滚刀。所谓刮削硬齿面技术就是应用这类刀具对经过粗滚齿，并经过热处理获得较高硬度的齿面进行最终的或精磨齿前的精滚齿。
目前，国内外已有的硬质合金刮削滚刀，其主要技术特征是前刀面均为平面，并具有较大绝对值的负径向前角。此种刀具尽管刀齿有一定的抗冲击性能，刀刃有一定的抗崩刃能力，但是，由于前刀面是平面，使其刀齿的抗冲击性能和抗崩刃能力受到了局限，存在时有崩刃现象，也就是说，如果前刀面是凸曲面则会好得多。但是，作为齿轮刀具，为了严格遵守啮合原理与满足被加工齿轮的精度要求，滚刀前刀面的性质又是不可随便确定的。
从已有硬质合金刮削滚刀的构形方法上看，目前主要有两种解决方案。其一是采用渐开线基本蜗杆，刀齿前刀面是平面，因此，刀齿的左、右侧刃是两条平面理论曲线，而刀齿的左、右侧后刀面则是作为刀刃的平面理论曲线，按各自的导程作螺旋运动时形成的一种曲母线螺旋面，即该螺旋面与滚刀轴向剖面、蜗杆法剖面以及前刀面的交线均不是直线。这就使得在铲磨滚刀齿形时，只能根据齿轮啮合原理，利用PWF250型或PWF300型滚刀检查仪测量滚刀刀刃精度情况，控制其不超差，但不能测量滚刀刀齿侧后刀面除刀刃之外其他部位的精度情况，因此对滚刀重磨后的精度情况心中无数，往往造成滚刀重磨后精度下降，致使重磨次数减少，滚刀总使用寿命缩短。而且，为了实现这样的测量需用价值十几万美元的PWF250型或PWF300型滚刀检查仪检查滚刀的啮合线误差△T∑。其二是刀齿前刀面也是平面，但刀齿的左、右侧刃不是平面理论曲线，而是用平面理论曲线在分圆处的切线代替平面理论曲线，这表明滚刀刀齿的左、右侧后刀面是这两条代替的切线沿半径为滚刀前刀面偏移量E的导圆，按各自的导程作螺旋运动时形成的直纹螺旋面，此时滚刀的设计基本蜗杆侧表面也是直纹螺旋面，其导程等于同规格渐开线蜗杆的导程。由于此种构形方法其侧后刀面是直纹螺旋面，因此在铲磨滚刀齿形时能测量侧后刀面上包括刀刃在内的任何部位，做到中心有数。但是，由于切线代替了平面理论曲线而带来了滚刀齿形设计误差(也称齿形固有误差或理论齿形误差)，而且比较大。比如当MN＝4毫米时，前刀面上左侧刃齿顶处的齿形设计误差EL1＝2.7微米，左侧刃齿根处的齿形设计误差EL2＝3.1微米，远远超过用于加工8级精度齿轮(JB179-83)对应的滚刀所允许的0.8微米的齿形固有误差。而且此时前刀面的偏移量E仅等于5毫米，即使取较小的外径DE＝110毫米，其前角也只有-5.2°。因此，其抗冲击性能和抗崩刃能力是有限的。而且滚刀重磨后齿形设计误差上升很快，造成重磨次数下降，滚刀总寿命缩短。
总之，上述两种构形方法，均存在重磨次数少和时有崩刃的弱点。
本发明的目的在于提供一种耐磨性高、抗崩刃性能强、重磨次数多，使用总寿命高的新构形法硬质合金(或其他刀具材料)的齿轮刮削滚刀。
所谓新构形法就是提出一种以渐开面作为刮削滚刀刀齿前刀面(1′)，以与之相匹配的具有特定导圆半径(23″和24″)的直纹螺旋面作为刮削滚刀刀齿左、右侧后刀面(3′和4′)的构形方法。按这种新构形法设计的齿轮刮削滚刀，在结构上其技术特征与效能是1)该刮削滚刀刀齿的前刀面(1′)是渐开面，也是一种凸曲面，因此刀齿的抗冲击能力加强。由于渐开线具有可分性，故滚刀重磨前刀面之后，其前刀面的性质不变，刃磨、重磨方便，精度保持性好;2)该刮削滚刀刀齿的左、右侧后刀面(3′和4′)是与前刀面相匹配的具有特定导圆半径(23″和24″)的直纹螺旋面，匹配特定导圆半径(23″和24″)的主要前提是保证刀齿齿形设计精度达到加工7级或8级齿轮(JB179-83)的要求，故齿形设计精度高，又由于是直纹螺旋面，故铲磨齿形时测量方便，可测侧后刀面任何部位的直线度，进而增加重磨次数;3)该刮削滚刀刀齿两侧刃(5′和6′)是前刀面(1′)和与之相匹配的具有特定导圆半径的直纹螺旋面(3′和4′)相交而得的两条空间曲线，是相对过齿顶，齿根的平面的两条凸形空间曲线，故耐磨性更高，刀刃上每一点都是渐开面前刀面的端面渐开线上的一点，该点的压力角即为刀刃上此点的负前角，因此刀刃上越往齿顶方向之点，其负前角的绝对值越大，克服了现有刮削滚刀刀齿齿顶部位负前角的绝对值最小，因而均较薄弱的状况，所以刀刃抗崩性能更佳。4)滚刀的设计基本蜗杆是刀刃按其导程(等于同规格渐开线蜗杆的导程)作螺旋运动时形成的一种曲母线蜗杆，它与理论渐开线蜗杆非常相近，故能保证刀齿齿形设计精度达到加工7级或8级齿轮(JB179-83)的要求;5)该刮削滚刀刀齿顶后面(2′)是其端剖面截形为阿基米德螺线的一种曲面，不仅制造方便，而且滚刀重磨前刀面之后，其顶刃后角基本保持不变;6)该刮削滚刀容屑槽(8′)的端截形，由齿背直线(11′)、半径(20″)确定的槽底圆弧、前刀面(1′)的端面渐开线(9′)，以及端面渐开线(9′)与半径(20″)确定的槽底圆弧之间的一段从基圆(18′)开始的径向线(10′)组成。径向线(10′)与齿背线(11′)的夹角称齿背角，其角度(17″)为20°～40°。容屑槽(8′)为直槽，易制造准确。
新构形法齿轮刮削滚刀，其设计计算理论公式推导如下(一)具有特定导圆半径(23″和24″)的直纹螺旋面作为滚刀刀齿(2)的左、右侧后刀面(3′与4′)，见图3和图4，其方程为
其中PL-左侧后刀面螺旋面导程PR-右侧后刀面螺旋面导程ry-讨论点B的矢量在端面上的投影rML-左侧后刀面的导圆半径rMR-右侧后刀面的导圆半径θ-讨论点的转角αL-左侧螺旋面的直母线与端面的夹角，即在导圆的切平面内左侧后刀面的齿形角αR-右侧螺旋面的直母线与端面的夹角，即在导圆的切平面内右侧后刀面的齿形角(二)能使左、右侧刃(5′和6′)上各点具有大负前角的渐开面作为滚刀刀齿的前刀面(1′)(见图5)，其方程为
其中θy-讨论点B的渐开线函数θey-滚刀刀齿齿顶处的渐开线函数αy-讨论点的压力角，即相应刀刃上之点的负前角值γ
αey-滚刀刀齿齿顶处的压力角，即刀齿顶刃处的负前角值γ
re-滚刀刀齿齿顶半径rc-渐开面前刀面的基圆半径ry-讨论点B的半径由上述可见，渐开面前刀面(1′)，是一种凸曲面，且可使两侧刃(5′和6′)获得绝对值很大的负前角。
(三)联立方程式(a)和(b)便得滚刀刀齿左、右侧刀刃(5′和6′)的方程
(四)滚刀设计基本蜗杆的螺旋面方程令切削刃按滚刀设计基本蜗杆的螺旋参数(等于同规格渐开线蜗杆的螺旋参数)作螺旋运动，便得到设计基本蜗杆的侧面螺旋面，如设计基本蜗杆的导程为P，刀刃上某一点转过ω角，则设计基本蜗杆侧表面上的这点X坐标为
设(θ+αXL)+ω＝θ′，即θ+ω＝θ′-αXL则上式变为下式
其中αX，用于左侧时为αXL，用于右侧时为αXR。
(五)设计基本蜗杆的轴向齿形方程令(θ+ω)＝(θ′+αX)＝0即得
(六)设计基本蜗杆轴向齿形在滚刀分圆处的斜率对(e)式求导即得
其中ro-滚刀分圆半径由于渐开面前刀面也属直槽滚刀，因此存在下列关系
其中Kt-在导圆(12′或14′)切平面内的铲背量Zk-滚刀容屑槽数滚刀在导圆(12′或14′)切平面内的铲背量Kt与径向剖面内的铲背量K存在下列关系，(见图6)。
将(g)式代入(f)式可得
(七)具有特定导圆半径的左旋或右旋直纹螺旋面，其母线与端面夹角，即导圆(12′或14′)切面平内滚刀侧后刀面的齿形角，按下列原则与公式计算令(i)式等于渐开线蜗杆在分圆处的斜率，其具体数值为tgαxi＝±tgαn/cosλo“+”号用于左侧;“-”号用于右侧。
即
该式可进一步写成下列形式
其中αn-渐开线蜗杆法向分圆压力角λo-渐开线蜗杆，也是设计基本蜗杆的分圆螺旋升角按角度αL和αR，在导圆(12′和14′)切平面内测量左、右侧后刀面的直线度。
(八)理论齿形误差(也称齿形设计误差或齿形固有误差)的计算1.设计基本蜗杆轴向齿形方程(e)又可写成下列形式
其中P/2π＝MN/2·cosλoMN-滚刀的法向模数2.右旋渐开线蜗杆左、右侧表面轴截形方程Xi＝± (P)/(2π) ·invαt“+”用于左侧面;“-”用于右侧面。
αt＝cos-1(rb/ry)其中αt-渐开线蜗杆端截形任一点压力角rb-渐开线蜗杆基圆半径P-渐开线蜗杆导程，也是设计基本蜗杆导程。
∵P＝πMN/cosλo∴上式可写成下列形式
3.计算渐开线蜗杆轴截形和设计基本蜗杆轴截形在分圆点的X坐标值之差Q
4.设计基本蜗杆轴截形各点轴向理论齿形误差(与渐开线蜗杆基圆切平面内误差相等)
5.设计基本蜗杆在啮合线方向的理论齿形误差
λb-渐开线蜗杆基圆螺旋升角(九)关于重磨误差的计算对于硬质合金滚刀径向总重磨量△r大约在(0.15～0.2)MN的范围内，对于整体高速钢滚刀而言，其△r大约在(0.4～0.6)MN的范围内。重磨后的齿顶和齿根有效点(23′和25′)的半径为(见图7)rf＝r1+(c1-1.2)MN-△r (p)c1＝1时为齿顶重磨后的有效点c1＝-1时为齿根重磨后的有效点为使齿轮刮削滚刀齿顶不参加切削，齿顶高系数取1.2，齿根高系数仍然取1.25。
(十)齿形尺寸为使制造和测量方便，在滚刀工作图上给出导圆(12′和14′)切平面内齿形图，滚刀前刀面齿形图和滚刀轴截面齿形图。
1.导圆切平面齿形图由于刀齿左、右侧后刀面的导圆半径不同，故左侧和右侧的导圆切平面不重合。左侧后刀面的导圆(12′)切平面内，左侧为直线，右侧为曲线(见图8);右侧后刀面的导圆(14′)切平面内，右侧为直线，左侧为曲线(见图9)。直线即直纹螺旋面的母线(13′或15′)，它们与端面的夹角即导圆切平面内齿形角。左侧(25″)＝αL;右侧(26″)＝αR;此角度供铲磨齿形时测量用。即测量直母线(13′或15′)的直线度，(见图3和图4)。
2.前刀面齿形图前刀面不是平面，而是渐开面，两侧刃均为空间曲线，但可近似地看它为平面，(见图10)。在此图上，主要标注轴向齿距(28″)＝P，轴向齿厚(27″)＝S，前刀面齿顶高(31″)＝h′t(即齿顶到前刀面上分圆处的直线距离EB，见图11)和前刀面齿全高(32″)＝ht(即齿顶到前刀面上根圆处的直线距离EI，见图11)，以备铲齿和磨齿时测量用。根据图11可计算齿顶高EB和齿全高EI。
已知滚刀顶圆半径re滚刀分圆半径ro滚刀根圆半径rI前刀面上齿顶处压力角αey前刀面上齿根处压力角αIy前刀面上分圆处压力角αoy计算θ
e＝tg(αey)-αeyθI＝tg(αIy)-αIyθo＝tg(αey)-αey＜BOC＝θey-θo＜IOJ＝θey-θIBC＝ro·sin(＜BOC)IJ＝rI·sin(＜IOJ)C O =r20- B C2]]>J O =r21- I J2]]>EC＝r
-COEJ＝r
-JO
he= E I =E J2+ I J2]]>前刀面上分圆处的齿厚S＝P/2前刀面上齿顶圆角半径r
＝0.2MN前刀面上齿根圆角半径ri＝0.2MN3.轴截面齿形图滚刀刀齿侧后刀面的轴截形如图12，两侧均为曲线。铲齿时(硬质合金刮削滚刀，是未开刀片槽之前的刀体铲齿)铲刀的齿形角取滚刀刀齿侧后刀面轴截形分圆处的齿形角(33″和34″)，(33″)＝αOL，(34″)＝αOR。
计算此二角度的公式推导如下令(a)式中的θ＝0，得侧后刀面的轴向截形方程
对(q)式求导，并令y＝ro，则求得侧后刀面轴截形在分圆处的斜率
故可得
轴向齿形齿顶高(35″)＝h′X＝rE-ro;齿全高(36″)＝hX＝rE-rI。
(十一)容屑槽尺寸容屑槽(8′)的端截形是由齿背直线(11′)、半径为(20″)的槽底圆弧、前刀面的端面渐开线(9′)以及端面渐开线(9′)与半径为(20″)的槽底圆弧之间由基圆(18′)开始的一段径向线(10′)组成。径向线(10′)和齿背直线(11′)间的夹角(17′)称齿背角δ，其角度为20°～40°，(见图13和图2)。
如切削部分焊接硬质合金刀片，刀片槽侧面(27′)与径向线(10′)之间的夹角(37″)＝ω，其计算公式如下ω＝(90°-γ)-(tgγ-γ)(t)其中γ为分圆处负前角的绝对值。
刀片槽侧面宽度为(38″)＝b，根据滚刀重磨长度确定。
容屑槽深度为(22″)＝H，H计算公式为H＝r
-rI+k+(2～5) (u)容屑槽底圆弧半径(20″)＝r，γ按下式计算r = (π (DZ- ZH))/(10ZK) (V)其中Zk为滚刀槽数;K为径向铲背量;DE为滚刀外径;r2为滚刀根径。
径向铲背量(15″)＝K，K按下式计算K＝πDE/Zk·tgαE(w)其中αE为齿顶后角，αE一般取10°～12°。
(十二)刀体和刀片尺寸
如齿轮刮削滚刀的切削部分采用硬质合金，并用银焊与刀体联接，刀体在未铣刀片槽之前的外径要比刮削滚刀外径小2△R，一般△R在(0.5～2)毫米范围内，以保证铲磨硬质合金刀片顶后刀面和侧刀面时不致使砂轮碰到刀片支承部分(7′)的顶后刀面和侧后力面，也就是使刀齿支承部分(7′)的后刀面相对刀片铲磨后刀面有个减小量(19″)。刀体内孔在热处理前，要留有(0.5～1)毫米的留磨量。
硬质合金刀片，可采用单齿形式(如图14和图15)，也可采用齿条形式，即相当几个单齿刀片拼在一起而成为一个齿条。单齿硬质合金刀片，底面为平面，顶面在端剖面中为一圆弧，其半径(45″)＝R，R为端面渐开线(9′)的代用圆弧。刀片宽度(39″)＝B，单头滚刀时，B＝P。刀片厚度(43′)＝C，比刀片槽侧面宽度(38″)大(0.5～2)毫米。刀片侧边斜角(42″)为α′和α″，α′≈α″＝(αL+αR)/2，刀片长度(44″)＝ι，按下列近似公式计算ι＝(rE-rC)/cosγ (x)刀片肩台宽度(42″)等于g，g按下列近似公式计算g =P2- ｛S2+ ( 0.5～ 2 ) + ［ro- r1c o s γ- ( 0.5～2 )］· t g a ′｝ ( y )]]>刀片肩台开始点长度(40″)等于J，J按下列近似公式计算J = l - ［r2- r1c o s γ- ( 0.5～2 )］ ( z )]]>在制造工艺方面，新构形法齿轮刮削滚刀的特殊之处有如下几点1.渐开面前刀面(1′)的磨削加工，需在磨齿机上按展成法进行，如滚刀刀齿切削部分是硬质合金时，还需用金刚石砂轮;重磨前刀面时，也在磨齿机上按展成法加工。渐开线齿形精度，前刀面的齿距精度，前刀面与滚刀轴线的平行度均需达到技术条件的规定。2.滚刀刀齿左、右侧后面(3′和4′)的铲磨需在高精度铲磨床上进行，如刀齿切削部分是硬质合金，也需用金刚石砂轮，在导圆(12′和14′)的切平面内，按图3和图4的位置，根据导圆半径(23″和24″)及切平面内齿形角(25″和26″)测量刀齿左、右侧后刀面的直线度，同时测量刀齿的螺旋线误差，使其均达到技术条件中的规定。3.如刀齿切削部分是硬质合金，刀体上容屑槽(8′)的加工工序应是先用角度等于齿背角δ、圆角半径等于容屑槽底半径r的单角度铣刀，根据容屑槽深度(22″)铣出齿背角(17″)，然后在齿背角径向线(10′)一侧，从基圆(18′)开始，根据刀片槽侧面宽度(38″)和侧面与径向线(10′)的夹角(37″)，用立铣刀铣出平行于滚刀轴线的刀片槽。4.刀齿切削部分是硬质合金时，在未铣刀片槽之前，根据滚刀的径向铲背量(15′)和左、右侧后刀面轴向齿形角(33″和34″)对刀齿进行径向铲齿加工。
本发明具有下述优点1.能在确保非常高的齿形设计精度的前提下(如MN＝4，△f≤0.8微米)，可以在导圆的切平面之内测试滚刀刀齿侧后刀面的直线度，从而可以把重磨后的精度控制在要求的范围之内，达到增加重磨次数，延长总寿命的目的。由于硬质合金齿轮刮削滚刀价格较为昂贵(当MN＝4时，为两千元左右一把)，因此，增加滚刀的总寿命，其经济效益是很可观的。而目前采用的平面前刀面硬质合金刮削滚刀，要么无法测试刀刃之外的其他部位(采用渐开线基本蜗杆时)，因此无法控制重磨后的精度，故重磨次数少;要么本身的设计精度很低，重磨后误差增加迅速，以至不加修磨偏位值就根本不能用来加工8级精度齿轮(JB179-83)，而且负前角的绝对值常受误差值的限制而不能取得大些，因此不能充分发挥刮削硬齿面时负前角的优越性。
2.实施本发明时，在铲磨齿形过程中，可以不用昂贵的PWF250型滚刀检查仪进行测试，而用简单易行的接触式测量手段即可在导圆切平面内测试侧后刀面的直线度。技术要求中的其他项目，没有任何特殊之处，故较大工具厂均能制造。不用昂贵的PWF250型滚刀检查仪，可使滚刀制造成本下降。
3.本发明由于刀齿前刀面是渐开面，是一种凸曲面，增加了刀齿的抗冲击能力和耐磨性。同时，刀齿不仅具有大负前角的特征，而且是从刀齿根部开始，侧刃各点的径向负前角的绝对值逐渐增大。如MN＝4毫米时，分圆前角为-30°，齿根处约为-20°，齿顶处约为-36°。刀齿的薄弱环节齿顶部分获得了更大绝对值的负前角。它会使易出现崩刃的齿顶部分的抗冲击能力和抗崩刃性能得到提高，并能增加其耐磨性。用凸曲面代替平面，将减少硬质合金齿轮刮削滚刀的崩刃现象。
4.本发明的渐开面前刀面可在高精度的Magg型磨齿机上刃磨和重磨。因此可使前刀面获得更高的位置精度和光洁度。这将有助于整个滚刀制造精度的进一步提高，而且精度保持性好。
5.由于刀齿的耐磨性更好，抗崩刃性能更强，重磨次数更多，因此可使滚刀总寿命提高(25～50)%。


图1为齿轮刮削滚刀的主视图。其中1为刀体;2为刀片，即刀齿;1′为刀齿的前刀面;5′和6′分别为刀齿左、右侧刃;1″为外径DE;2″为分圆直径do;3″为轴台直径D1;4″为内孔磨削空刀槽直径d1;5″为长度L;6″为轴台宽度L1;7″为轴台端面倒角C1×45°;8″为分圆螺旋升角λo;9″为内孔磨削宽度B1;10″为内孔端面倒角C2×45°;11″为内孔磨削空刀槽圆角半径R1;12″为轴台圆角半径R2。
图2为齿轮刮削滚刀的左视图。其中2′为刀齿顶后面;3′和4′分别为刀齿左、右侧后刀面;7′为刀齿支承部分;8′为容屑槽;9′为渐开面前刀面的端面渐开线;10′为一段径向线;11′为齿背直线;13″为内孔直径d;14″为渐开面前刀面的基圆直径do;15″为径向铲背量K;16″为分圆径前角γo;17″为齿背角δ;18″为内孔键槽宽度b1;19″为刀齿支承部分后刀面相对刀片铲磨部分的减小量△R;20″为容屑槽底半径r;21″为内孔键槽高度t′1;22″为容屑槽深度H。
图3是刮削滚刀刀齿左侧后刀面形成原理图。其中12′为刀齿左侧后刀面的导圆;13′为生成左侧后刀面的直母线;23″为左侧后刀面导圆半径rHL。
图4是刮削滚刀刀齿右侧后刀面形成原理图。其中14′为刀齿右侧后刀面的导圆;15′为生成刀齿右侧后刀面的直母线;24″为右侧后刀面导圆半径rHR。
图5是刮削滚刀刀齿的渐开面前刀面形成原理图。其中16′为前刀面端面渐开线上任一点的法线;17′为前刀面端面渐开线上任一点的切线;18′为前刀面端面渐开线的基圆;19′为刮削滚刀的分圆;20′为前刀面端面渐开线上任一点的节圆;21′为刮削滚刀外圆。
图6是刮削滚刀径向铲背量K与切向铲背量Kt的关系图。
图7是设计基本蜗杆轴截形图。其中22′和29′为新刀齿顶处有效点;23′和30′为磨掉总重磨量△r后齿顶处有效点;24′和31′为新刀齿根处有效点;25′和32′为磨掉总重磨量△r后齿根处有效点。
图8是左侧后刀面在导圆切平面内的齿形图。其中25″为左侧后刀面在导圆切平面内的左侧齿形角αL。
图9是右侧后刀面在导圆切平面内的齿形图。其中26″为右侧后刀面在导圆切平面内的右侧齿形角αR。
图10是渐开面前刀面的近似齿形图。其中27″为轴向齿厚S;28″为轴向齿距，单头时即为滚刀导程P;29″为齿顶圆角半径r

;30″为齿根圆角半径r1;31″为齿顶高h′t;32″为齿全高ht。
图11是计算渐开面前刀面齿顶高和齿全高的几何关系图。其中26′为刮削滚刀的根圆，其直径为DI。
图12是侧后刀面轴向齿形图。其中33″为左侧后刀面轴向齿形角αOL;34″为右侧后刀面轴向齿形角αOR;35″为齿顶高h′X;36″为齿全高hX。
图13是容屑槽尺寸图。其中27′为刀片槽侧面;28′为刀片槽底面;37″为刀片槽侧面和径向线的夹角ω;38″为刀片槽侧面宽度b。
图14是刀片主视图。其中39″为刀片宽度B;40″为肩台起始点长度J;41″为侧边斜角α′＝α″;42″为肩台宽度g。
图15是刀片侧视图。其中43″为刀片厚度C;44″为刀片长度ι;45″为刀片端剖面顶面圆弧半径R。
实施例按上述新构形方法与其理论计算公式，对任何模数的刮削滚刀，通过计算机运算均可优化出一组确保理论齿形误差很微小(如MN＝4的AA级刮削滚刀允许的齿形固有误差应≤0.8微米)的设计参数和结构尺寸。下面以刮削加工MN＝4的淬硬齿面为例来说明如何设计计算AA级新构形法硬质合金齿轮刮削滚刀。
1.结构尺寸与设计参数MN＝4毫米;DE＝140毫米;d＝50毫米;
L＝100毫米;头数Zo＝1;do＝130.4毫米;
λo＝1°45′28″;P＝12.572毫米;γo＝-30°;
DI＝120.4毫米;K＝6毫米;槽数Zk＝14;
rHL＝33.6毫米;rHR＝41毫米;dC＝112.9297毫米;
D1＝90毫米;d1＝52毫米;L1＝10毫米;
C1×45°＝1.5×45°;C2×45°＝1×45°;B1＝30毫米;
R1＝1毫米;R2＝1.5毫米;b1＝12.12毫米;
t′1＝53.5毫米;前刀面分圆压力角αoy＝30°。
2.齿形尺寸(1)导圆切平面内齿形，见图8和图9。
αL＝16°33′35″;αR＝17°18′55″.
(2)前刀面齿形，见图10和图11P＝12.572毫米;S＝6.286毫米;r

＝0.8毫米;
ri＝0.8毫米;h′t＝5.74毫米;ht＝11.24毫米;
(3)轴截面齿形，见图12αOL＝18°25′16″;αOR＝18°18′52″;
h′X＝4.8毫米;hx＝9.8毫米;
(4)容屑槽和刀片槽尺寸，见图13δ＝30°;H＝19毫米;r＝2.5毫米;
ω＝56.9°;b＝4毫米;
(5)刀体和刀片尺寸，见图14和图15单齿硬质合金刀片用银焊工艺焊接在合金钢的刀体上。刀片材料为758，刀体材料为9SiCr。
未开刀片槽的刀体外径减小量2·△R＝2毫米;
未开刀片槽的刀体外径D′E＝140-2＝138毫米;
刀片尺寸如下B＝12.5毫米;J＝5.5毫米;α′≈α″＝17°;
g＝1毫米;C＝5毫米;ι＝16毫米;
R＝25毫米。
(6)技术条件本例为AA级滚刀，制造过程中要检查以下各项(1)相邻切削刃的螺旋线误差△t＝5微米(2)滚刀一转内切削刃的螺旋线误差 △t1＝8微米(3)滚刀三转内切削刃的螺旋线误差 △t3＝13微米(4)导圆切平面内齿形误差△f＝6微米(5)前刀面渐开线齿形误差△f＝6微米(6)前刀面与内孔轴线的不平行度△P＝40微米
(7)容屑槽的相邻周节差△tg＝25微米(8)容屑槽周节的最大累积误差△Tg＝40微米(9)轴台的径向跳动△a＝6微米(10)端面跳动△b＝4微米(11)内孔偏差△d＝13微米(12)齿厚偏差△S＝±20微米内孔、前刀面、齿顶后刀面、齿侧后刀面的粗糙度为

，轴台外圆，端面粗糙度为

，其他非磨制表面的粗糙度为

滚刀外径DE的偏差为±0.8毫米。
滚刀长度L的偏差为±0.8毫米。

权利要求
1.一种由刀体(1)与刀片(2)组成的齿轮刮削滚刀，其特征在于刀齿前刀面(1′)为一种凸曲的渐开面，刀齿左、右侧后刀面(3′和4′)为与前刀面(1′)相匹配的具有特定导圆半径(23″和24″)的直纹螺旋面；刀齿左、右侧刃(5′和6′)为前刀面(1′)与两侧后刀面(3′和4′)相交而得的两条空间曲线，是相对过齿顶、齿根平面的两条凸曲线；滚刀设计基本蜗杆为一种由刀刃按蜗杆导程作螺旋运动而形成的曲母线蜗杆；容屑槽(8′)的端截形由齿背直线(11′)、槽底圆弧、前刀面(1′)的端面渐开线(9′)以及端面渐开线(9′)和槽底圆弧之间的一段从基圆(18′)开始的径向线(10′)组成，齿背直线(11′)和径向线(10′)构成槽齿背角(17′)。
2.按权利要求1所述的齿轮刮削滚刀，其特征在于所述的与前刀面(1′)相匹配的具有特定导圆半径(23″和24″)的直纹螺旋面，其母线(13′和15′)与端面的夹角(αL和αR)分别由下列理论公式计算
3.按权利要求1所述的齿轮刮削滚刀，其特征在于所述的前刀面(1′)与两侧后刀面(3′和4′)相交而得的两条空间曲线，其理论方程式为
4.按权利要求1所述的齿轮刮削滚刀，其特征在于所述的滚刀设计基本蜗杆为一种由刀刃按蜗杆导程作螺旋运动而形成的曲母线蜗杆，该蜗杆左、右侧表面的理论方程式为
其中θ′＝(θ+αXL)+ω或θ′＝(θ+αXR)+ωP为设计基本蜗杆的导程ω为刀刃上任一点的转角y＝ry·cos(θ+ω)＝ry·cos(θ′-αX)z＝ry·sin(θ+ω)＝ry·sin(θ′-αX)其中αX为αXL或αXR
5.按权利要求1所述的齿轮刮削滚刀，其特征在于所述的齿背角(17′)为20°～40°。
全文摘要
一种齿轮刮削滚刀，其特征为以凸曲的渐开面作为刀齿前刀面，以与之相匹配的具有特定导圆半径的直纹螺旋面作为刀齿左、右侧后刀面。本发明能确保齿形设计精度；刀刃上越往齿顶方向之点，其负前角的绝对值越大；铲磨齿形时能测侧后刀面任何部位的直线度，便于提高制造精度，且精度保持性好。本发明耐磨性高、抗崩刃性强、重磨次数多，总寿命可提高(25～50)％。
文档编号B23F21/16GK1031809SQ8710626
公开日1989年3月22日 申请日期1987年9月10日 优先权日1987年9月10日
发明者全玉璋, 李芳 , 温奇志 申请人:吉林工业大学