航空發(fā)動機的小模數(shù)齒輪精度高想触、剛性差,結(jié)構(gòu)復(fù)雜跑揉。目前,我國仍延用傳統(tǒng)的精插齒工藝惨好。加工中,受插齒刀的精度啃勉、刃磨前角誤差以及刀刃鋒利程度的影響,致使調(diào)整忽舟、加工難度較大,生產(chǎn)效率低。而剃齒工藝恰好克服和彌補了精插齒工藝的不足淮阐。

剃齒工藝是由美國耐森納爾·波洛奇公司發(fā)展起來的叮阅。它是齒輪精加工方法之一,通常只能剃削硬度值HRC35以下的齒輪。目前日本超高速鋼材料剃刀可剃削硬度值HRC50以上的齒輪泣特；我國試驗用高速鋼5F6和M42材料剃刀可剃削硬度值為HRC40～50的齒輪浩姥。剃齒機床與磨齒機床相比結(jié)構(gòu)簡單,調(diào)整方便,能修正滾齒或插齒形成的部分誤差,加工精度可達(dá)6～7級,甚至可達(dá)到5級,表面粗糙度Ra可達(dá)0.2μm。因此,剃齒工藝在齒輪精加工中被廣泛應(yīng)用谆威。

1剃齒工藝原理

一個直齒圓柱齒輪和一個螺旋齒圓柱齒輪相嚙合,它們的回轉(zhuǎn)軸線自然地構(gòu)成夾角ψ簸眼。如果將螺旋齒輪看成加工刀具(剃齒刀),直齒圓柱齒輪就是被加工的齒輪。在剃齒刀主動旋轉(zhuǎn),工件被動旋轉(zhuǎn)的情況下,剃齒刀的圓周運動速度可以分解為兩個分速度向量(見圖1),分速度vz垂直于齒輪工件的軸線,分速度v滑則與工件的齒向方向平行婉饼。前者帶動工件旋轉(zhuǎn),后者使兩齒面產(chǎn)生滑移疤削。剃削的切削作用主要是由齒向方向的滑動運動產(chǎn)生的。當(dāng)剃齒刀與齒輪作無間隙嚙合時,剃齒刀刀刃在v滑的作用下,將工件齒面切下一層厚度約為0.01～0.05mm的極薄切屑序敷。這完全是應(yīng)用了螺旋齒輪副嚙合的傳動原理撬彭。

圖1 剃齒刀圓周運動速度分解圖

2小模數(shù)齒輪剃齒工藝

輪坯是影響剃齒加工質(zhì)量的關(guān)鍵,小模數(shù)齒輪更是如此。因此,編制小模數(shù)齒輪剃齒工藝時應(yīng)嚴(yán)格控制輪坯精度,加工基準(zhǔn)更應(yīng)有足夠的精度赋昔。盤類或軸類工件用軸或孔定位時應(yīng)盡量減小配合間隙,提高同軸度要求据钱。一般配合間隙應(yīng)為0.005mm左右,同軸度應(yīng)控制在0.002～0.003mm內(nèi)。這樣既可減少重復(fù)裝夾對加工誤差的影響,也可防止計量時因基準(zhǔn)誤差的影造成對工件的誤判亮绢。

剃齒刀的齒頂強度低,而切削速度高箭谴。在剃齒過程中,剃齒刀齒項始終處于大工作負(fù)荷的不利狀態(tài),因此,剃前齒坯的齒形應(yīng)盡量使剃齒刀刀頂少參與工作。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)漸開線剃刀剃齒時應(yīng)考慮剃齒中產(chǎn)生的中凹現(xiàn)象俘戈。航空發(fā)動機的小模數(shù)齒輪一般都采用專用剃前插刀使剃前余量分布較為合理溉潭；在沒有專用剃前刀具時亦可將標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ镁宓痘驖L刀前角適當(dāng)加大,使刀具齒形角變小,加工出的齒形頂寬根細(xì),這樣可降低剃齒刀齒頂?shù)墓ぷ髫?fù)荷。

根據(jù)螺旋齒輪副嚙合傳動原理,只要法向基節(jié)相等,剃齒刀即可任意選用该溯。但在實際剃削過程中,經(jīng)常會遇到因剃齒刀選擇不當(dāng)而影響加工質(zhì)量的問題岛抄。因此,對初選的剃齒刀必須進(jìn)行校驗,其法向嚙合角誤差應(yīng)控制在±(2°～3°)內(nèi)；徑向間隙應(yīng)控制在0.2mm左右；剃齒刀超越量,即漸開線起始點應(yīng)低于工作起始點,一般超越量DP=(0.15～0.20)mm/2sinas為宜,式中as代表端面壓力角夫椭。

剃齒一般采用縱向剃齒法,剃齒余量不宜過大掸掸。若工件齒厚公差較大,剃前可加工至齒厚上偏差；否則剃前余量過大,會導(dǎo)致剃削時間過長,使某些原有精度下降蹭秋。

剃齒要獲得較高精度,齒坯在剃前應(yīng)有較好的加工基礎(chǔ),僅靠剃齒提高齒輪的所有精度是不可能的扰付。一般剃前齒坯齒形精度略低于或接近要求精度的一級左右,否則因剃齒對切向誤差修正能力差,導(dǎo)致徑向誤差向切向誤差轉(zhuǎn)嫁而造成切向誤差增大。實際上,由于機床和工具的誤差以及工藝方面等因素的影響,若剃前齒坯精度不高則很難剃出高精度齒輪仁讨。

3結(jié)束語

剃齒工藝具有操作難度低羽莺、加工精度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點,但齒輪的剃齒加工實際上是刀具與工件間的自由對滾,在剃削過程中,自由旋轉(zhuǎn)的工件因很難保證瞬時速比的恒定而產(chǎn)生轉(zhuǎn)速波動,從而導(dǎo)致工件齒形誤差的增大洞豁。因此在制定剃齒工藝時要設(shè)法(如美國弗洛斯公司采用強制嚙合剃齒刀和工件的傳動法)減小這種轉(zhuǎn)速波動的影響盐固。

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