齿轮工艺员必备的滚刀知识

per-shaving · 发表于 2008-9-22 21:12

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齿轮工艺员必备的滚刀知识
一、齿轮滚刀概念
△ 齿软滚刀实质上是一个渐开线圆柱斜齿轮，其齿数很少（常见的为一齿），而螺旋角很大（接近90度），故外型不象齿轮而呈蝸杆状（该蝸杆称之为滚刀的基本蝸杆）。
△ 常见的大部份滚刀的基本蝸杆为阿基米德蝸杆。
△ 齿轮滚刀端面上标志 m α 是为mn αn  HSS为高工钢  D+F为切深。
△ 滚齿时滚刀转一圈，齿轮转n齿 (n为滚刀头数常为1)。
△ 滚刀常用精度为AA  A  B 可加工7至9级齿轮。精度有GB  JB  企标之分，以GB精度最高(与ISO等效)。
△ 加工齿数较多的齿轮时，滚刀应长些，否则刀子易磨损，若用较短的滚刀则应增加切削锥，以减轻负荷。
△ 标谁齿轮滚刀是用来加工ha*=1  C*=0.25  αn=20度的渐开线圆柱外齿轮。齿轮可以是变位的或不变位的，可以是斜齿或直齿。
△ 只要滚刀的基节和工件的基节相等，且滚刀齿深足够，且该滚刀就可加工该工件，不必拘宜于非要m  α 对应相等。

二、普通齿轮滚刀的结构尺寸
               表一  国内工具厂常用的小结构尺寸             mm
模数
Module 外径
Oustside Dia 长度
Overall Length 孔径
Hole Dia
1 50 40 22
1.25
1.5 55 45
1.75
2 50
2.25 60
2.5 65 55
2.75
3 70 60 27
3.25 75 65
3.5 70
3.75 80 70
4 75
4.25 85 80
4.5 85
5 90 90
5.5 100 95 32
6 105 100
6.5 110
7 115 105
8 125 115
9 140 130 40
10 150 135

表二 GB6084规定的结构尺寸(普通型)          mm    　　　　　
模数
Module 外径
Outside Dia. 长度
Overall Length 孔径
Hole Dia.
1 50 32 22
1.25
1.5 40
1.75 63 50 27
2
2.25 71 55
2.5
2.75 63
3
3.25 80 71 32
3.5
3.75 90 80
4
4.5 90
5 100 100
5.5 112 112 40
6
6.5 118 118
7 125
8 125 132
9 140 150
10 150 170 50

三、滚刀常用材料
1. 钨钢（硬质合金）
2、普通高速钢（M2）
3. 钴高速钢（M35  M42）(SKH55)
4. 粉末冶金高速钢：
1) ASP 2030(ASP30)
2) ASP 2052(ASP52)
3) ASP 2060(ASP60)

四、涂层种类

No 涂层材料微硬度
（HV）* 针对钢材的摩
擦系数（干性）内应力
（Gpa）* 最大适用温度
（摄氏）* 涂层
颜色涂层结构
1 TIN 氮化鈦 2300 0.40 -2.5 600 金黄色单层
2 AlCrN
氮铬化铝 3200 0.35 -3.0 1100 蓝灰色单层
3 TiCN
碳氮化钛 3000 0.40 -4.0 400 蓝灰色
多层，倾
斜的

4 WC/C
碳化钨/碳 1000/2000 0.10-0.20 -1.0 300 黑灰色薄板状的

5 CrN氮化铬 1750 0.50 -1.5/-2.0 700 银灰色单层
6 多晶体金刚石 8000-
10000 0.15-0.20 600 浅灰色单层
7 TiAlN
氮铝化钛 3300 0.30-0.35 -1.3/-1.5 900 紫灰色纳米-结构
8 TiCN+TiN
碳氮化钛+氮化钛 3000 0.40 -4.0 400 金黄色多层，倾
斜的
9 TiAlN+ WC/C
氮铝化钛+碳化钨/碳 3000 0.15-0.20 -1.7/-2.0 800 深灰色
多层的，薄
板状的
10 DLC(a-C:H) 2500 0.10-0.20 350 黑灰色单层
11 TiAlN
氮铝化钛 3300 0.25 -1.3/1.5 900 紫灰色纳米-结构
12 TiAlN
氮铝化钛 3300 0.40 -3.0/-3.5 900 蓝灰色
纳米-结构
13 TiAlN
氮铝化钛 3500 0.40 -4.0 800 紫灰色单层
*依赖于应用于测试条件

五、刀具在使用前后及镀层前后的速度关系表（以一般碳钢为例）

刀具滚削转速 m/min 刮削转速 m/min
钨钢+镀层 150-250 150-180
钨钢磨后不镀 120-150 100-120
ASP60+镀层 120-180
ASP60 磨后不镀 80-120
ASP60 不镀 80-100
ASP30+镀层 100-150
ASP30 磨后不镀 70-100
ASP30 不镀 60-90
M35+镀层 70-80
M35 磨后不镀 60-70
M35 不镀 50-60

六、滚齿工艺误差分析

齿轮的加工误差来源于齿坯-机床-刀具工艺系统的各误差。下表列出了其相互影响关系。

No. 工艺误差因素周节累积误差基节偏差齿形误差齿向误差齿厚误差
机床方面
1 分度蝸轮偏心 ★
2 分度蝸杆周期误差 ★ ★
3 分度链中间齿轮偏心 ★ ★
4 机床工作台周期性游动 ★
5 进给丝杆的周期误差 ★
6 刀架道轨的倾斜 ★
7 机床工作心轴的跳动 ★
滚刀方面
1 前刃面径向性误差 ★ ★
2 容屑槽周节累积误差 ★
3 前刃面导程误差 ★ ★
4 齿形角制造误差 ★ ★
5 齿距误差 ★ ★
安装方面
1 齿坯安装偏心 ★
2 齿坯安装倾斜 ★ ★
3 滚刀安装径跳轴跳 ★
4 工件径向跳动
5 工件端面跳动 ★ ★
6 分度挂轮误差 ★ ★
7 差动挂轮误差 ★ ★
8 切深误差 ★

七、滚刀安装：
滚刀安装应根据压力角、模数、精度以及刀杆直径选择相应的滚刀，滚刀在刀杆安装夹紧后，应使用百分表，检查滚刀上两个凸台的径向跳动（有些滚刀只有一个凸台），两凸台的跳动方向和数值应尽可能一致，以避免滚滚刀安装的偏斜。根据加工零件的不同精度等级，滚刀安装允许的径向跳动值为：（依GB精度）
滚切7、8级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.01mm。
当滚刀径向跳动超过允许值不大时，可以松开滚刀紧固螺冒，转动滚刀或垫圈，再重新夹紧进行检查。反复多次直至到达滚刀的安装精度要求。
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八、切削规范
切削规范主要包括切削速度V 走刀量S 及吃刀深度t
切削规范与刀具寿命关系密切，刀具一般磨损达0.2-0.3mm左右时应及时刃磨，从刃磨一次可加工一个班的观点出发，传动滚刀的 V=30-40 m/min左右，S=0.75-1.25 mm/per
m<3 可一刀切至全齿深，m3-6 分二刀切 m>6 分三刀切。
高速滚刀的速度可提高，一般 V在80 m/min以上，但须在CNC滚床上滚。
V=πnD/1000 m/min
n 滚刀转速 1/min
D 滚刀外径 mm
滚齿可采用顺滚或逆滚，一般采用逆滚(由上向下滚)较多。
逆滚切削时振动小，切削平稳，当机床走刀机构存在间隙时，刀齿也不会断裂或崩刀，但刀具易磨钝；刀齿切出时毛刺较大。
顺滚刀具寿命长，消耗功率小，但机床的走刀机构必须要有消除走刀丝杆与螺母间隙的装置，否则易使滚刀产生断裂或崩刃，同时要求机床的刚性较高。

九、滚齿单件工时计算
T=Z(b+8)/Nns min
T 滚齿单件工时 min (不包括辅助时间)
Z 齿轮齿数
N 滚刀头数
n 滚齿转速 1/min
s 走刀量 mm/per
8 滚齿时刀子的过头量，可修正。

十、齿轮运转噪音之对策

齿轮噪音形成的原因有许多，尤其高负荷高转速的运转中，噪音与振动始终是急需要
去克服的问题。兹将减低噪音之要点及对策整理於下，若按照这说明详加注意噪音问
题应可大幅改善。
1. 选用良好精度的齿轮
􀁺 􀁺 将节距误差、齿形误差、齿沟偏差、齿筋误差改小，则噪音自然会变小。
􀁺􀁺 研磨齿面，除可改善齿轮各个精度外，还可改良齿面粗度。故对减低噪音
有很好的效果。
2. 采用光滑的齿面
􀁺􀁺 研磨、擦磨（Lapping）、砥磨（Honing）均可达到很理想齿面粗度，另在
油中热身一段时间也可以改善齿面粗度，这对噪音均有降低作用。
3. 正确的齿面接触
􀁺􀁺 实施齿面鼓形加工（Crowing）或削端加工（Relieving）防止单片接触，
噪音自然会降低。
􀁺 􀁺 适当的齿顶修缘对降低噪音也有效。
􀁺􀁺 消除齿面上的碰伤或打痕。
4. 适当的齿隙
􀁺 􀁺 若为脉动性的传动，则较小的齿隙对噪音的降低有帮助。
􀁺􀁺 一般较均衡性的负荷，齿隙略大对噪音降低有利。
5. 较大的咬合率
􀁺 􀁺 咬合率越大噪音越小因此减小压力角或加高齿深均可以增加咬合率。
􀁺 􀁺 重叠率加大也可以降低噪音，因此螺旋齿轮比正齿轮噪音小。
6. 较小的齿轮
􀁺 􀁺 采用较的小模数及较小的外径
7. 较高的刚性
􀁺􀁺 加宽齿幅，高刚性的形状对噪音的降低有利。
􀁺􀁺 加强齿轮箱及轴类的刚性。
8. 采用振动渐衰率高的材质
􀁺􀁺 若为轻负荷低回转的齿轮，采用塑胶齿轮是很好的选择，但要注意温度上
升问题。
􀁺􀁺 铸铁齿轮比钢齿轮对降低噪音有效。
9. 适当的润滑
􀁺􀁺 实施充分的润滑。
􀁺􀁺 粘度高的润滑油噪音较低。
10. 低速运转及低负荷
􀁺􀁺 齿轮的转速尽量压低，负荷尽量减轻可减少噪音。

                  Per-shaving 2008.09.21

milemarker · 发表于 2008-9-22 21:30

你最好以附件的形式上传你的文件,表格就不会很乱了.

per-shaving · 发表于 2008-9-22 22:27

原文是在worde中写的，在以附件形式上传时不成功，提示不支持格式，请教如何以附件上传？谢谢！

chen137800 · 发表于 2008-9-22 23:03

谢谢!顶一顶^_^

阿懵 · 发表于 2008-9-23 08:23

可以转化成pdf的格式，也可以将word文件压缩成.rar文件上传好了！！！

per-shaving · 发表于 2008-9-23 17:38

Thank you ！

lsp · 发表于 2008-9-23 19:51

谢谢!顶一顶

lhyis23 · 发表于 2008-9-24 10:18

好资料，不过看不懂呀:L

per-shaving · 发表于 2008-9-24 13:14

因该贴未用附件形式上传，故导至表格杂乱，不易看懂。
现根椐5楼朋友的办法，重发了一次，你可以看楚了。
再次感谢5楼朋友，使我学会了上传附件的方法。

limiao · 发表于 2008-9-26 19:14

太好了,我去吧喜欢

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