《加工圓柱齒輪和蝸桿副的刀具》是機械工業(yè)出版社出版的《金屬切削刀具設計手冊》系列叢書之一。包括普通刀具和復雜刀具的設計。本叢書共分16章?!都庸A柱齒輪和蝸桿副的刀具》單行本包括成形齒輪刀具,齒輪滾刀,加工蝸輪、蝸桿的刀具,插齒刀和梳齒刀,剃齒刀和加工非漸開線齒形工件的刀具的結構、尺寸、設計步驟及計算示例等。由袁哲俊編著。《加工圓柱齒輪和蝸桿副的刀具》系統(tǒng)全面地介紹了各種金屬切削刀具的結構及其設計,包括普通刀具和復雜刀具的設計。手冊共分16章,介紹了刀具的共同問題:刀具幾何參數(shù)的定義和刀具材料;普通刀具部分介紹了車刀、孔加工刀具、銑刀和螺紋刀具;復雜刀具部分介紹了拉刀、數(shù)控刀具、齒輪刀具和加工非漸開線齒形工件的刀具。對常用的標準刀具,扼要地介紹了刀具的結構特點和設計方法。對非標準刀具和一些參考資料中敘述較少的先進高效刀具,則較詳細地介紹了它們的設計方法。手冊中除附有大量的圖表、數(shù)據(jù)、標準資料、部分刀具合理正確使用的經(jīng)驗資料和技術要求外,對不少刀具列有詳細的設計計算步驟,并附有設計示例和工作圖。手冊末附有刀具夾持部分的結構和尺寸,作為設計時參考。
《加工圓柱齒輪和蝸桿副的刀具》可供刀具設計人員作為案頭書,并可供刀具制造和使用的工程技術人員以及機械制造專業(yè)的師生參考。
本單行本包括成形齒輪刀具,齒輪滾刀,加工蝸輪、蝸桿的刀具,插齒刀和梳齒刀,剃齒刀和加工非漸開線齒形工件的刀具的結構、尺寸、設計步驟及計算示例等。
《金屬切削刀具設計手冊》單行本出版說明
前言
第9章 成形齒輪刀具
9.1 成形齒輪刀具的種類和應用
9.1.1 基本工作原理
9.1.2 成形齒輪刀具的主要種類
9.2 盤形齒輪銑刀
9.2.1 盤形齒輪銑刀的主要類型
9.2.2 標準齒輪銑刀的齒形確定和銑刀刀號
9.2.3 加工斜齒輪時盤形銑刀(磨輪)齒形的確定
9.2.4 標準盤形齒輪銑刀的結構尺寸和技術條件
9.2.5 鑲齒盤形齒輪銑刀
9.3 指形齒輪銑刀
9.3.1 指形齒輪銑刀的主要類型
9.3.2 指形齒輪銑刀齒形的確定
9.3.3 指形齒輪銑刀刀齒結構
9.3.4 指形齒輪銑刀的夾固部分和其他尺寸
9.3.5 粗加工用指形齒輪銑刀
9.3.6 精加工螺旋齒指形銑刀
9.3.7 指形齒輪銑刀的技術要求
第10章 齒輪滾刀
10.1 整體齒輪滾刀
10.1.1 齒形設計
10.1.2 滾刀的結構參數(shù)
10.1.3 標準齒輪滾刀的基本尺寸
10.1.4 齒輪滾刀的技術要求
10.1.5 齒輪滾刀的設計步驟及計算示例
10.2 其他結構齒輪滾刀
10.2.1 大模數(shù)鑲齒齒輪滾刀
10.2.2 圓磨法齒輪滾刀
10.2.3 小模數(shù)齒輪滾刀
10.2.4 漸開線花鍵滾刀
10.3 剃前滾刀和磨前滾刀
10.3.1 剃前齒輪滾刀
10.3.2 磨前齒輪滾刀
10.4 硬質合金滾刀
10.4.1 硬質合金滾刀的結構
10.4.2 硬質合金滾刀的齒形和切削角度
10.4.3 硬質合金滾刀的基本尺寸和計算尺寸
10.5 滾刀的重磨與檢驗
10.5.1 滾刀重磨時的技術要求
10.5.2 滾刀重磨后的檢驗
第11章 加工蝸輪、蝸桿的刀具
11.1 普通蝸輪滾刀
11.1.1 ZA、ZN、Z、ZK型蝸桿的幾何特性
11.1.2 蝸輪滾刀的工作原理和加工方法
11.1.3 蝸輪滾刀的結構設計
11.1.4 蝸輪滾刀的齒形
11.1.5 蝸輪滾刀的技術條件
11.1.6 蝸輪滾刀的設計步驟及示例
11.1.7 點接觸非對偶型蝸輪滾刀設計方法 的發(fā)展
11.2 蝸輪剃齒刀
11.3 蝸輪飛刀
11.3.1 飛刀的工作原理與應用范圍
11.3.2 飛刀的齒形計算
11.3.3 飛刀及刀桿的結構
11.4 加工圓弧圓柱蝸桿副的刀具
11.4.1 ZC3型軸向圓弧圓柱蝸輪滾刀
11.4.2 ZC1型圓弧圓柱蝸輪滾刀與飛刀
11.4.3 ZC2型圓弧圓柱蝸輪滾刀與飛刀
11.5 加工環(huán)面蝸桿副的刀具
11.5.1 直廓環(huán)面蝸桿傳動簡介
11.5.2 加工直廓環(huán)面蝸桿的切刀盤與切刀
11.5.3 加工直廓環(huán)面蝸輪的滾刀與飛刀
第12章 插齒刀和梳齒刀
12.1 插齒刀的工作原理和種類用途
12.1.1 插齒刀的工作原理
12.1.2 插齒刀的種類和應用
12.1.3 插齒刀的新結構
12.2 外嚙合直齒插齒刀
12.2.1 插齒刀的后角、前角和齒形修正
12.2.2 插齒刀變位系數(shù)的確定
12.2.3 插齒刀齒頂圓角半徑的確定
12.2.4 直齒外插齒刀結構和主要參數(shù)的確定
12.2.5 標準直齒外插齒刀的精度等級、結 構尺寸、齒形尺寸和通用技術條件
12.3 內嚙合直齒插齒刀
12.3.1 內嚙合插齒刀的特點
12.3.2 內插齒刀最大變位系數(shù)(x0)的確定
12.3.3 內插齒刀最小變位系數(shù)(x0) 的確定
12.3.4 少齒數(shù)插齒刀本身根切的避免,
12.3.5 內嚙合直齒插齒刀結構參數(shù)的確定和設計步驟
12.4 幾種專門用途的直齒插齒刀
12.4.1 漸開線花鍵孔插齒刀
12.4.2 諧波齒輪插齒刀
12.4.3 修緣插齒刀
12.4.4 剃前插齒刀
12.5 斜齒插齒刀
12.5.1 斜齒插齒刀概述
12.5.2 人字齒輪插齒刀
12.5.3 斜齒輪插齒刀
12.5.4 加工斜齒插齒刀的專用滾刀齒形計算
12.6 插齒刀制造和使用中的若干問題
12.6.1 插齒刀側刃齒形表面的磨制
12.6.2 插齒切削用量的優(yōu)選
12.6.3 插齒刀的刃磨
12.7 梳齒刀
12.7.1 梳齒刀概述
12.7.2 直齒梳齒刀
12.7.3 斜齒梳齒刀
12.7.4 梳齒刀的技術要求
12.7.5 加工非標準齒輪
第13章 剃齒刀
13.1 普通剃齒刀
13.1.1 剃齒方法概述
13.1.2 剃齒工作原理
13.1.3 剃齒時的進給方式和軸交角
13.1.4 剃齒刀重要結構參數(shù)的分析和確定
13.1.5 專用剃齒刀設計
13.1.6 已有的通用剃齒刀的適用性檢驗
13.1.7 盤形剃齒刀的結構尺寸、精度和技術要求
13.2 徑向剃齒刀
13.2.1 徑向剃齒刀的特點
13.2.2 徑向剃齒刀齒面分析
13.2.3 徑向剃齒刀齒面坐標求解的計算框圖與程序
13.2.4 徑向剃齒刀齒面坐標計算示例
13.2.5 徑向剃齒刀齒面的修形量
13.2.6 徑向剃齒刀容屑槽的排列及錯距計算
13.2.7 徑向剃齒刀的齒面磨削
13.3 內齒輪剃齒刀
13.3.1 內齒輪剃齒的嚙合特點
13.3.2 內齒輪剃齒刀齒面的形成
13.3.3 內齒輪剃齒刀齒形計算示例
13.4 其他剃齒法和所用剃齒刀
13.4.1 對角剃齒法——斜向進給
13.4.2 切向剃齒法——橫向進給
13.4.3 鼓形齒剃齒法和所用剃齒刀
13.5 剃齒精度和剃齒刀齒形修正
13.5.1 剃齒精度
13.5.2 剃齒刀齒形的修正
第16章 加工非漸開線齒形工件的刀具
16.1 用展成法加工非漸開線齒形的滾刀齒形求法
16.2 矩形花鍵滾刀設計
16.2.1 矩形花鍵軸齒形主要參數(shù)
16.2.2 矩形花鍵滾刀設計
16.2.3 矩形花鍵滾刀的主要技術要求
16.2.4 矩形花鍵滾刀的設計步驟及計算示例
16.3 三角花鍵滾刀
16.4 滾子鏈和套簡滾子鏈鏈輪滾刀
16.4.1 鏈輪端面齒形
16.4.2 鏈輪滾刀設計
16.4.3 鏈輪滾刀的技術要求
16.4.4 鏈輪滾刀的設計步驟及計算示例
16.5 擺線針輪滾刀
16.5.1 擺線針輪齒形的形成原理及方程
16.5.2 擺線齒輪滾刀的法向齒形計算
16.5.3 擺線齒輪滾刀的基本尺寸及主要技術要求
16.5.4 擺線齒輪滾刀的設計步驟及計算示例
16.6 圓弧齒輪滾刀
16.6.1 單圓弧齒輪滾刀
16.6.2 雙圓弧齒輪滾刀
16.7 鐘表齒輪滾刀
16.7.1 鐘表齒輪的齒形特點及計算
16.7.2 鐘表齒輪滾刀的齒形計算
16.7.3 鐘表齒輪滾刀的結構尺寸和主要技術要求
16.7.4 鐘表齒輪滾刀的設計步驟及計算示例
16.8 定裝滾刀
16.8.1 按成形展成組合原理工作的滾刀(長齒花鍵滾刀)
16.8.2 按成形滾切法工作的成形滾刀
16.9 非漸開線插齒刀
16.9.1 花鍵軸插齒刀
16.9.2 花鍵孔插齒刀
16.9.3 矩形花鍵插齒刀側齒面逼近加工
16.9.4 矩形花鍵插齒刀設計示例
16.10 展成車刀
16.10.1 展成車刀齒形的求解
16.10.2 工件節(jié)線位置的選擇
16.10.3 展成車刀節(jié)圓半徑的選取
16.10.4 展成車刀的切削角度和結構形式
16.10.5 展成車刀加工實例——齒條加工
16.10.6 按空間嚙合原理工作的展成車刀——車齒刀
參考文獻
…… 2100433B
1 設計應滿足的條件 1. 正確嚙合條件 一對漸開線齒廓能保證定傳動比傳動,但這并不表明任意兩個漸開線齒輪都能搭配起來正確嚙合傳動。為了正確嚙合,還必須滿足一定的條件。圖示一對漸開線齒輪同時有兩對齒參...
首先說一個設計的問題,就是設計本來就不是依次的,不是像做數(shù)學題那樣一步一步的。而是要反復的。你原來得到的數(shù)據(jù)本來就是做一些假設得出來的,后面的是較為精準一點的。他們并不矛盾,是循序漸進的。你可以對比一...
經(jīng)常會遇到人會問到蝸輪減速機、蝸桿減速機、蝸輪蝸桿減速機,其實很多時候它們統(tǒng)一稱為蝸輪蝸桿減速機,它們之間是沒什么區(qū)別的,從細的方面來說,蝸桿減速機比較粗造,沒蝸輪蝸桿減速機的精密度好,同規(guī)格的蝸桿減...
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評分: 4.7
圓柱齒輪壓鑄件脫模時所需脫模力大,然而齒輪頂出端環(huán)形面積較小。為了推出鑄件時不產(chǎn)生變形,無頂出痕跡,設計了內外推管同時推件圓柱齒輪壓鑄模。論述了模具結構特點和工作原理。該模具爪形澆口澆注,設有內、外兩個推管。鑄件脫模時受力均勻,比壓小,無推痕。
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頁數(shù): 2頁
評分: 4.5
阿基米德圓柱形蝸桿蝸輪(也稱ZA型)用于傳遞空間交錯軸間的運動及動力,由于它具有傳動比大、結構緊湊、制造相對簡單等優(yōu)點,所以在冶金、礦山及起重設備中得到廣泛應用。但在使用過程中難免會損壞,因此,在生產(chǎn)設備維護過程中測量蝸桿蝸輪尤為重要。
刀具介紹
加工各種圓柱齒輪、錐齒輪和其他帶齒工件(見齒輪)齒部的刀具。齒輪加工刀具按加工對象分為圓柱齒輪加工刀具和錐齒輪加工刀具兩類。錐齒輪加工刀具按被加工齒輪的種類分為直齒錐齒輪刀具、弧齒錐齒輪刀具和延長外擺線錐齒輪刀具 3類。圓柱齒輪加工刀具按加工原理又可分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具兩種。
成形齒輪刀具 當前角為0°時,這類刀具的齒形與被切直齒齒輪端面內的槽形相同(見圖)。成形齒輪刀具主要有 4種。①盤形齒輪銑刀:用于在單件、小批或修配生產(chǎn)中加工直齒或斜齒圓柱齒輪。②指形齒輪銑刀:用于加工大模數(shù)的直齒、斜齒和人字齒輪。③齒輪拉刀:常用于大量生產(chǎn)中加工內齒輪。④插齒刀頭:主要用于在大量生產(chǎn)條件下加工直齒外嚙合圓柱齒輪。用盤形或指形齒輪銑刀加工斜齒齒輪時,齒輪法截面內的形狀和刀具齒形略有差異,其齒的任何一處的形狀都不是由一個刀齒切成形的,它是由刀具的若干個刀齒切削并包絡而成。
展成齒輪刀具 用展成齒輪刀具加工齒輪時,被加工齒輪與刀具按要求的傳動速比各自轉動,由各相鄰的刀具齒形連續(xù)包絡成齒輪的齒形。這類刀具常用的有齒輪滾刀、插齒刀、梳齒刀和剃齒刀等,用于加工各種內、外嚙合的直齒和斜齒的漸開線齒輪、非漸開線齒形的圓弧齒輪和擺線齒輪等。展成齒輪刀具在加工漸開線齒輪時通用性較成形齒輪刀具好,例如可用同一刀具加工模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的漸開線齒輪,也可用標準的齒輪滾刀加工不同變位系數(shù)的變位齒輪。此外,展成齒輪刀具的加工精度和生產(chǎn)率也較高,因此在生產(chǎn)中應用很廣。
在機械加工中,根據(jù)孔的結構和技術要求的不同,可采用不同的加工方法,這些方法歸納起來可以分為兩類:一類是對實體工件進行孔加工,即從實體上加工出孔;另一類是對已有的孔進行半精加工和精加工。非配合孔一般是采用鉆削加工在實體工件上直接把孔鉆出來;對于配合孔則需要在鉆孔的基礎上,根據(jù)被加工孔的精度和表面質量要求,采用鉸削、鏜削、磨削等精加工的方法作進一步的加工。鉸削、鏜削是對已有孔進行精加工的典型切削加工方法。要實現(xiàn)對孔的精密加工,主要的加工方法就是磨削。當孔的表面質量要求很高時,還需要采用精細鏜、研磨、珩磨、滾壓等表面光整加工方法;對非圓孔的加工則需要采用插削、拉削以及特種加工等方法。
本文主要論述了圓柱齒輪蝸桿磨加工過程的質量控制邏輯、部分實驗數(shù)據(jù),應用實例,重點介紹燒傷、裂紋及精度監(jiān)控。
1. 齒輪磨加過程重點綜述(過程概述)
齒輪硬齒面已成為齒輪傳動業(yè)解決耐久性(使用壽命)的主要技術措施,而硬齒面磨加工也已成為解決齒輪精度等級(傳動平穩(wěn)性互換性)的關鍵技術之一;而硬齒面磨加工是目前齒輪傳動業(yè)的主要加工方式和發(fā)展趨勢。怎樣克服硬齒面磨加工過程中易燒傷、工效低、成本高等弊端是齒輪加工業(yè)的關注熱點。
2. 齒輪磨加工燒傷(裂紋)機理
齒輪磨加工過程產(chǎn)生燒傷(裂紋)之機理——磨削過程中產(chǎn)生的磨削熱導入齒輪坯體部分(總磨削熱的大部分)致使齒輪表面溫升到一定程度(超過共析溫度點、共晶點溫度)產(chǎn)生燒傷;由于相對于齒輪體而言,受熱是局部的、表面的,這樣就產(chǎn)生內應力,當內應力達到一定程度或與原有沒能完全消除的內應力(齒輪坯體殘余內應力)疊加,達到一定程度就產(chǎn)生裂紋。而此兩種缺點是硬齒面磨加工的致命缺陷。裂紋的表現(xiàn)形式:A:直接出現(xiàn)裂紋;B:經(jīng)過一段時間放置出現(xiàn)龜裂。
2.1磨削熱的產(chǎn)生 在磨削過程中由于機械作用和摩擦作用而產(chǎn)生的磨削熱,主要由以下幾種:A:在磨削過程中磨粒要把金屬屑剝離工件表面產(chǎn)生的機械熱;B:磨具的結合劑、沒有切削能力的磨粒以及部分輔助材料與工件表面摩擦產(chǎn)生的摩擦熱;C:金屬屑粘附磨具表面或存留于磨具空隙間沒能排除而與工件表面摩擦產(chǎn)生的磨削熱。
2.2磨削熱大小影響因素
影響磨削熱大小的因素主要取決于被磨材料特性、磨具性能參數(shù)及磨削用量。
A.影響磨削熱大小的被磨削材料特性主要指:硬度、剪切應力和抗磨性能(可磨削性能)。
B.影響磨削熱大小的磨具性能參數(shù)主要是:磨料性能(硬度、自銳性和被磨材料的化學綜合性和反應能力)、磨具硬度、磨具組織(容屑性能)及磨削阻力(此處指非磨削部分產(chǎn)生的凈摩擦力)。
C.影響磨削熱的磨削用量主要指:吃刀量(進給量、單次磨除量)、工件架速度(沖程)、砂輪轉速、冷卻液參數(shù)等。
2.3 被磨材料表面溫度影響因素。
被磨材料表面溫度的影響因素主要取決于磨削熱大小、磨削熱傳入被磨工件部分比例、被磨工件的導熱性。
實踐和理論研究證明:
A.磨削熱導入工件部分比例占磨削熱的絕大部分,而且在很小范圍內波動。
B.被磨工件的導熱性在各種齒輪材料中差異性很小。
C.決定被磨工件表面溫度的核心因素是磨削熱的大小。
2.4 影響磨削熱大小的可控因素分析:
A.齒輪材料(被磨加工材料)是齒輪設計中為滿足齒輪性能(主要是力學性能)而選定的,可變范圍很小。
B.磨削用量雖可控可調〔除冷卻液參數(shù)(壓力、流量)外〕,但磨削熱和生產(chǎn)效率是同向變化,即磨削熱低的磨削用量同樣生產(chǎn)效率低。
C.從以上分析可看出影響磨削熱實用可控途徑只剩磨具性能參數(shù)。
2.5齒輪磨加工燒傷,裂紋因果圖:
3.磨加工生產(chǎn)效率的影響因素
3.1磨加工余量取決于材料熱處理工藝及材料性能,影響較大。
3.2磨削用量選擇。影響最大因素,但綜合因素最多且復雜,優(yōu)化選擇需大量的試驗檢測工作要做!
A.根據(jù)預設參數(shù)(工件光潔度、吃刀量、工件硬度、工件材質……)合理選擇磨具參數(shù)。
B.根據(jù)預設參數(shù)和砂輪性能試驗檢測確定磨削用量,最主要確定吃刀量、工件架速度、砂輪使用速度等。
4.影響磨加工齒輪精度的因素
4.1機床自身精度更準確說是在用精度(取決于機體設計制作精度、精度保持能力和精度可恢復能力)、各生產(chǎn)廠家設備選型已成定局,重點在精度保持和可恢復上。
4.2砂輪形狀保持能力(齒形保持能力),這點可操控性最大。
4.3砂輪磨削鋒利度(磨削阻力)的選擇同樣是影響齒輪加工精度的重要因素之一。
保持能力與鋒利度是一對矛盾,要保持鋒利度就要求有很好的自銳能力,而保持能力越強影響自銳能力就越大。
5.磨加工過程質量監(jiān)控指標的選擇
5.1目前齒輪加工業(yè)檢驗指標及手段
A.齒輪表面光潔度檢測:一般采用感觀、對比板或粗糙度儀。此指標作為一般性符合指標或根據(jù)客戶標準確定。
B.齒輪精度檢測:采用專業(yè)檢測儀器,此指標為齒輪檢查關鍵指標,但效率低只能作為終檢及反饋信息使用,不能作為過程控制指標。
C.燒傷檢測:感觀(每件必檢)、磁粉、酸洗或專用檢測設備。此項檢測指標為齒輪檢測的核心指標,檢驗手段比較繁瑣,效率較低。
綜上所述齒輪兩項核心指標精度、燒傷(裂紋)檢查過程較繁瑣、效率低,而且只能作為終檢(大部分抽檢)使用或作為反饋調整磨削參數(shù)使用,不能作為過程控制參數(shù)使用。
5.2目前現(xiàn)有精度檢測、燒傷裂紋檢測,反饋調整磨削參數(shù)模塊如下:
生產(chǎn)過程要不斷抽檢
5.3磨削加工過程質量控制參數(shù)選定及機理
選定砂輪軸電機凈負荷做為齒輪加工過程質量控制參數(shù)!
凈負荷=磨加工負荷-空載負荷之差.
假定前提:冷卻液品種、壓力和流量不變,實際生產(chǎn)過程中變化很小。
5.3.1對磨削燒傷裂紋的監(jiān)控機理
固定的吃刀量(ap)+固定砂輪使用速度(Vs)+固定的磨削加工寬度(b)+固定的砂輪步進(Sb)+砂輪性能參數(shù)固定(Sx)+固定工件架速度(Vc)+固定的工件材料(Gx)→固定的凈負荷(Wo)→磨削熱和凈負荷成正線性→可斷定選用合適的凈負荷值可用來監(jiān)控每件齒輪的燒傷裂紋情況。建議選定實用監(jiān)控凈負荷為極限臨界凈負荷Ws的0.7-0.8倍,即Wo=0.7-0.8Ws
5.3.2齒輪精度監(jiān)控機理
固定吃刀量(ap)+固定砂輪使用速度(Vs)+固定磨削寬度(b)+固定的砂輪步進(Sb)+固定的砂輪參數(shù)性能(Sx)+固定工件架速度(Vc)+固定工件材料(Gx)→固定的凈負荷(W)=固定的對機床沖擊力(F)+固定機體剛性和精度→固定凈負荷產(chǎn)生固定的齒輪精度。建議選定監(jiān)控凈負荷為極限臨界凈負荷(Wj)的0.75-0.85倍。即Wo=0.75-0.85Wj。
6.監(jiān)控指標數(shù)值選定及應用
6.1監(jiān)控齒輪燒傷裂紋的凈負荷選定:
0.7-0.8Ws和0.75-0.85Wj的最小值作為監(jiān)控上限值應用!
6.2應用
在實際應用中,正常生產(chǎn)過程此監(jiān)控指標除很好監(jiān)控記錄齒輪加工過程可控參數(shù)外,此參數(shù)還可用來:
6.2.1監(jiān)控齒輪坯體異常變化,即材料性質有大的變化,Wo變化明顯,并可適時調整。
6.2.2監(jiān)控砂輪性能穩(wěn)定性并可適時調節(jié)。
6.2.3可做為定量依據(jù)調整吃刀量、砂輪步進以提高功效和節(jié)約成本。
6.2.4可以用來監(jiān)控判定砂輪適用性避免損失。