硬質(zhì)合金刮削滾刀的研制
機(jī)夾不重磨硬質(zhì)合金刮削滾刀是一種新型滾刀,用于精加工或半精加工淬硬齒輪耕疟,其齒頂刃不切削整雷,只由兩側(cè)刃從輪齒齒面切下少量金屬。刀具結(jié)構(gòu)比較特殊腔水,刀片較短嘁压,在各齒上的位置均不同,刀齒在嚙合點(diǎn)附近切削已堆,只需在嚙合點(diǎn)處鑲上刀片即可题琅。與焊接式滾刀相比,具有精度高圈机,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單歉活,刀片更換方便,造價(jià)低等特點(diǎn)偏戳。本文對(duì)滾刀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析莉歼,并給出刀片座各角度的計(jì)算公式,對(duì)不同模數(shù)的滾刀均可適用攻泼。
一火架、滾刀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
滾刀由刀體、刀片座忙菠、硬質(zhì)合金刀片和彈性?shī)A緊元件(膠皮墊)組成何鸡。刀體為漸開(kāi)線蝸桿,沿蝸桿上面銑出一些窄槽牛欢,槽數(shù)為滾刀圓周齒數(shù)的兩倍骡男。左、右刀片座交錯(cuò)鑲嵌粘結(jié)于蝸桿兩側(cè)表面傍睹,刀片座上也要加工出槽隔盛,用來(lái)安放刀片,并使刀片直接定位在漸開(kāi)螺旋面上拾稳。利用膠皮墊的彈性壓縮量夾緊刀片吮炕,膠皮墊的柔性使刀片能略微擺動(dòng),刀片隨著受力點(diǎn)的不同貼靠在不同位置的蝸桿表面上访得,使實(shí)際切削點(diǎn)和理論切削點(diǎn)一致龙亲,避免了設(shè)計(jì)和裝配可能產(chǎn)生的誤差。由于刮削滾刀的切削余量很小左启,刀片受力較小吻讽,且切削力的作用是將刀片壓向定位面,通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證此結(jié)構(gòu)是合理的、可行的缚扩。
二痕豺、刀片座的設(shè)計(jì)與計(jì)算
刀片座起支承刀片的作用,為使刀片座與刀體較好地配合闪妓,按滾刀刀體設(shè)計(jì)刀片座努辛。選取刀體右側(cè)槽為計(jì)算基準(zhǔn),設(shè)其與刀體軸向截面的偏位值為e甚庇,用偏位平面截漸開(kāi)螺旋面腿扑,得到兩條曲線,求出左側(cè)曲線在分圓上的齒形角a左葵嗦,然后利用球面三角公式計(jì)算刀片座的各角度陆拐。由發(fā)生線和刀刃平行線組成的平面簡(jiǎn)稱為板,由刀刃平行線和軸向線組成的平面簡(jiǎn)稱為鍵英品。若O為右側(cè)槽在分度圓上的一點(diǎn)丛楚,設(shè)OA表示漸開(kāi)螺旋面的發(fā)生線,OB代表軸向線憔辫,OC為與刀刃平行的直線趣些,三直線構(gòu)成以O(shè)為頂點(diǎn)的三面角及平面角。發(fā)生線與軸向線的夾角為基圓螺旋角e=bb贰您,軸向線與刀刃平行線夾角為f=90°-a左坏平,由漸開(kāi)螺旋面性質(zhì)知,發(fā)生線和軸向線組成的發(fā)生面與發(fā)生線和刀刃平行線組成的平面垂直锦亦,即發(fā)生面與板之間的二面角d=90°舶替,板和鍵之間二面角l可按下式求得:
sinl=sindsine/sinf
由軸向線和板頂線組成的刀片座頂面是傾斜的,其傾斜角h為頂面與板之間的二面角杠园,若P點(diǎn)為右側(cè)槽與分度圓的交點(diǎn)顾瞪,可選取三條線束,PA板頂線返劲,PB軸向線玲昧,PC刀刃平行線,板與鍵的二面角l已求得篮绿,由結(jié)構(gòu)可確定板頂線與刀刃平行線夾角s=90°,根據(jù)下式求角h:
ctgfsins=cosscosl+sinlctgh
刀片座底面與蝸桿圓柱相切狭缰,刀片座底端尖角q為板底線與刀刃平行線的夾角羽剪,可借助如下三條線束求出,板底線QA罪靠,軸向線QB殴燃,刀刃平行線QC,底端尖角在端面的投影,是軸向線和板底線組成的底面與軸向線和刀刃平行線組成平面的二面角g斯荒,可通過(guò)幾何關(guān)系求得卤索,底面與板之間的二面角w按下述公式計(jì)算:
cosw=-cosgcosl+singsinlcosf
再利用公式求q:
sinq=singsinf/sinw
右刀片座的設(shè)計(jì)計(jì)算方法與左刀片座相同。
三挨狡、切削試驗(yàn)
刀片座粘結(jié)到刀體上斯泥,還需磨刀片座的頂面和側(cè)面,處圓直徑達(dá)到規(guī)定尺寸迫赞,側(cè)面要比刀片低約0.2mm啼阵。選用普通的切斷刀刀片,按加工要求在體外刃磨出合理后角扑轮,刀片的厚度及切削刃和刀片底面的平行度應(yīng)滿足要求撤奸。
試驗(yàn)在滾齒機(jī)Y31125E上進(jìn)行,切削速度32.06m/min喊括,進(jìn)給量3.08mm/r胧瓜,切削厚度0.11mm,以順銑方式切削郑什,刀片材料YG8府喳,刀體材料40Cr。滾刀頂刃前角-20°蹦误,側(cè)刃后角選取6°;劫拢。外徑162mm,孔徑50mm强胰,長(zhǎng)度120mm舱沧,圓周齒數(shù)9,被切削齒輪參數(shù)偶洋;模數(shù)10熟吏,齒數(shù)23,材料45玄窝,齒面硬度50~52蒲龟。齒形誤差檢測(cè)曲線如圖4所示。
切削試驗(yàn)表明讼崔,滾削過(guò)程比較平穩(wěn)凌宫,刀片無(wú)脫落、崩刃現(xiàn)象死辫,說(shuō)明所設(shè)計(jì)的刀具結(jié)構(gòu)是合理可行的麻坯。
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