圖1 插齒刀的頂刃和側(cè)刃前角
在切削加工中，刀具的有效壽命受到主切削刃磨損的限制伦窜。影響刀具磨損的因素較多蜡瓜，包括工件材料和刀具材料的機械物理性能、刀具的結(jié)構(gòu)與幾何形狀參數(shù)屋骇、切削條件與用量等菲国。對于插齒加工，插齒刀的前角對刀具的耐用度和齒形誤差具有直接影響殷彰。
1 插齒刀的幾何角度
標準插齒刀的頂刃前角g=5°射屿。插齒刀前刀面為內(nèi)凹圓錐面，因此形成了側(cè)刃前角哺肘。插齒刀的側(cè)刃前角應在與切削刃在基面上的投影相垂直的截面(即圖1 所示與基圓柱相切的N-N 截面)上測量殴胧。側(cè)刃上任意點A的前角gyc計算公式為
tangyc=tangsinay式中：ay——切削刃上任意點A 處的漸開線壓力角，cosay=rb0/ry
由此可知佩迟，在側(cè)刃上各點處的前角值gyc不等团滥，在接近頂圓處側(cè)刃前角較大，接近根圓處側(cè)刃前角較小报强。由于插齒刀前刀面為圓錐面灸姊，故側(cè)刃形成了一定的刃傾角。切削刃上各點的刃傾角不同秉溉，在任意點A 處的刃傾角ly為
tanly=tangcosay
對于兩側(cè)切削刃力惯，在頂圓處側(cè)刃前角最大而刃傾角最小，在根圓處側(cè)刃前角最小而刃傾角最大坚嗜。刃傾角可起到增大工作前角的作用夯膀。
對于標準插齒刀(如m=2.5mm，a=20°，z0=30诱建，g=5°的插齒刀)蝴蜓，頂圓處的側(cè)刃前角gac=2°36'，根圓處的側(cè)刃前角gfc=0°13'武骆。由于側(cè)刃前角均很小榛舍，對切削性能有一定影響。
2 增大插齒刀前角對刀具耐用度的影響
在加工鋼制齒輪時硝锨，適當增大插齒刀前角不僅有利于提高加工齒面光潔度耽慌，還可提高插齒刀的耐用度。如將插齒刀前角由5°增大到15°储佣，在m=2.5mm辅任，a=20°，z0=30位蓉，z1=42立漏，ae=9°的加工條件下，刀具耐用度可由134.8分鐘提高到252分鐘(提高88%)冶媚，為標準插齒刀(ae=6°聪戳，g=5°)耐用度(62.3分鐘)的4倍(提高404.7%)。將前角增大到15°后彭旬，可使側(cè)刃前角顯著增大(頂圓處側(cè)刃前角gac=10°39'缰俊，根圓處側(cè)刃前角gfe=7°06')，從而顯著提高加工齒面光潔度娩梨。
3 增大插齒刀前角對齒形誤差的影響
增大插齒刀前角后沿腰，將增大插齒刀的齒形誤差，因此應根據(jù)被加工齒輪的精度要求來分析增大插齒刀前角的可行性狈定。如對于m=2.5mm矫俺，a=20°，z0=30 的插齒刀掸冤，當齒頂后角ae=6°時，采用不同前角時的齒形誤差見表(表中數(shù)值為插齒刀齒形角經(jīng)修正后的齒形誤差)友雳「迨可知，當插齒刀前角增大到15°時押赊，齒形誤差已相當大饺藤，不容忽視。對于大模數(shù)流礁、少齒數(shù)的插齒刀涕俗，產(chǎn)生的齒形誤差將更大。因此，大前角插齒刀主要適用于加工低精度齒輪或進行粗加工山堵。
表 插齒刀前角對齒形誤差的影響
| 插齒刀前角g |
頂圓處齒形誤差?fa
μm |
根圓處齒形誤差?ff
μm |
| 5° |
+2.8 |
+5.9 |
| 10° |
+5.0 |
+10.7 |
| 15° |
+7.7 |
+15.4 |
| 20° |
+10.0 |
+20.1 |
| 插齒刀參數(shù)m=2.5mm腊囤，a=20°，z0=30°硅决，ae=6° |
在齒輪加工中韭展，有時會遇到工件材料塑性較大、采用標準前拂是、后角的插齒刀加工不易達到要求齒面光潔度的情況酬裆，此時可采用增大插齒刀前角的方法。如加工38CrNiMo ALA和40CrNiMo A齒輪時逃缔，采用標準前葱有、后角的插齒刀加工時齒面產(chǎn)生較深劃痕，經(jīng)研齒泄廓、珩齒等工序后劃痕也不易消除复做。此時采用增大前、后角(ae=9°搂瓣，g=15°)的插齒刀進行加工雷鸟，齒面光潔度可穩(wěn)定達到5～6 級。當齒輪精度要求較高時氢拥，為避免因加大插齒刀前蚌铜、后角引起齒形誤差超差，可采取以下解決措施：①重新修正插齒刀的齒形角嫩海。表1中插齒刀根圓處的齒形誤差大于頂圓處的齒形誤差冬殃，如適當減小插齒刀的齒形角，可使根圓處齒形誤差減小叁怪，從而減小總的齒形誤差审葬。采用該方法需要進行重復試算，以使齒形誤差達到最小奕谭。②如使用修正齒形角的方法仍達不到要求的齒形精度時涣觉，可將插齒刀的實際齒形誤差計算出來，然后對磨削插齒刀齒形的砂輪進行專門修整血柳，使磨削出的插齒刀齒形誤差最小官册。該方法一般在對齒形精度有特殊要求時才采用。
4 插齒刀前刀面的特殊刃磨
為增大插齒刀的側(cè)刃前角难捌，還可采用特殊刃磨方法磨削插齒刀的前刀面膝宁。對于普通模數(shù)的插齒刀，可采用圖2a所示的刃磨方法垮允，使插齒刀的頂刃前角和側(cè)刃前角同時增大籍喧。磨削用的砂輪由兩側(cè)的圓錐面和中間的圓柱面組成水仑，圓柱面寬度等于插齒刀的齒頂厚度，兩側(cè)圓錐面與插齒刀前刀面的交線為雙曲線铃踪，該雙曲線與插齒刀的漸開線理論齒形很接近颂芒，因此磨出的插齒刀齒形誤差極小。對于模數(shù)較大的插齒刀窄切，可采用圖2b所示的刃磨方法簇茉，分別磨削出插齒刀的頂刃前角和側(cè)刃前角。由于特殊刃磨方法操作復雜炫胡，因此僅在個別特殊場合使用哈寂。
綜上所述，在粗加工工序或?qū)庸ぞ纫蟛桓邥r狗城，適當增大插齒刀前角不僅可提高刀具耐用度和加工齒面光潔度佑茴，而且在一定程度上還可降低機床的切削力，因此不失為一種經(jīng)濟實用的齒輪加工方法蚊楞。
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