径节制滚刀马格插刀设计及其加工工艺模板.doc
《径节制滚刀马格插刀设计及其加工工艺模板.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《径节制滚刀马格插刀设计及其加工工艺模板.doc(43页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、目 录一 工程机械齿轮滚刀设计11.1 设计原理11.2 参数计算41.3 设计图9二 马格插齿刀部分112.1 设计原理112.2 参数计算162.3 设计图24三 工艺设计273.1 工程机械滚齿刀加工工艺273.2 马格插齿刀工艺设计313.3 成形车刀线切割加工34四 设计总结394.1 设计心得394.2 未来展望39参考文件41一、工程机械齿轮滚刀设计1.1设计原理 齿轮滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮最常见刀具。通常地说,滚齿生产率比插齿高。齿轮滚刀加工齿轮原理,如同一对螺旋齿轮啮合过程。滚刀就是含有一定切削角度渐开线斜齿圆柱齿轮,滚刀头数即相当于螺旋齿轮齿数。这种齿数极少、螺
2、旋角很大、牙齿能绕轴线很多圈变态斜齿圆柱齿轮,其实质就是一个蜗杆。基础蜗杆螺旋表面若是渐开螺旋面,则称为渐开线基础蜗杆,而这么滚刀称为渐开线滚刀。用渐开线滚刀理论上能够切出正确渐开线齿轮,不过,因为这种滚刀制造困难,生产上极少用到。生产中大量采取近似造型滚刀,它们基础蜗杆是阿基米德蜗杆或是法向直廓蜗杆。 (一)滚刀结构参数: (1)滚刀外径: 齿轮滚刀外径是一个很关键结构尺寸,其大小直接影响到其它结构参数合理性。滚刀外径愈大,则滚刀分圆螺纹升角愈小,所以可使滚刀近似造型误差愈小,提搞齿形设计精度;(2)滚刀长度: 除II型滚刀长度略小于滚刀外径以外,其它滚刀长度均等于其外径(3)齿轮容屑槽:
3、通常当5时,容屑槽 滚刀容屑槽通常做成和轴心线平行直槽形式。当初,直槽滚刀并不引发被加工齿轮齿面质量有显著区分。容屑槽滚刀容屑槽数关系到切削过程平稳性、齿形精度和齿面光洁度,和滚刀每次重磨后耐用度和使用寿命。容屑槽数越多,切削过程越平稳,滚刀耐用度越高,齿形精度和齿面光洁度也越高。不过容屑槽越多,刀齿宽度减小,会使滚刀可重磨次数降低。(4)滚刀切削角度: 滚刀前角:精加工滚刀和标准滚刀为便于制造和测量,通常全部采取前角 滚刀后角: 齿轮滚刀顶刃后角和侧刃后角应保持一定关系,使滚刀重磨后齿形不发生改变。所以,滚刀顶刃和侧刃必需采取相同铲背量。其值用下式计算: 式中 滚刀径向铲背量; 滚刀外径;
4、滚刀容屑槽数; 滚刀顶刃后角。滚刀后脚通常取1012。当K值计算圆整后(计算精度到0.5mm)应验算其侧刃后角大小。应大于3。式中 滚刀分圆法向齿形角。为使滚刀铲磨时有砂轮空刀,滚刀必需进行双重铲齿且有两种方法,此次设计采取铲背设计可按下表查询。K22.533.544.555.566.57891012K20.6-0.70.7-0.80.8-0.9 (5) 滚刀分圆直径和螺旋升角 考虑到重磨因数对安装斜角影响,为使滚刀加工齿轮时安装斜角更靠近于新旧螺旋滚刀螺旋升角,应该设计一个比较合理分圆直径,可按下式计算。 式中 滚刀齿顶高; 滚刀外径偏差。 滚刀螺旋升角不仅和滚刀使用时安装相关。同时它又影响
5、滚刀齿形角近似造形误差。精滚刀。 式中 n 滚刀螺纹头数,精滚刀n=1; 法向模数 (二)结构设计各结构参数参考复杂刀具设计手册表2.2-1模数整体滚刀基础尺寸,具体参数见滚刀零件图CLGD01041.2参数计算齿轮滚刀设计步骤及计算举例已知条件 被加工齿轮参数: 法向模数: 分圆法向压力角: 齿高系数: 径向间隙系数: 分圆法向弧齿厚:=7.98 分圆螺旋角: = 螺旋方向: 左旋 精度等级: 7FJ GB/0095-88 序号计算项目符号计算公式或选择方法计算精度计算举例1滚刀精度等级按齿轮精度等级选定滚刀精度等级AA级2基础尺寸(1) 外径(2) 孔径(3) 全长(4) 容屑槽数依据滚刀
6、精度等级为AA级,按表2.2-1选择I型基础尺寸。 =100=143法向齿形尺寸:(1) 齿顶高(2) 齿根高(3) 齿全高(4) 法向齿距(5) 法向齿厚0.010.010.0010.014切削部分(1) 前角(2) 铲背量 第一铲背量 侧刃后角 第二铲背量(3) 容屑槽深度(4) 槽底半径(5) 槽形角R0度前角 前刃面偏位置取应大于3度采取型铲背形式可按表2.2-2选择第二铲背量;取0.70.8+(0.51)0.1圆整到0.5圆整到0.5圆整到0.5圆整到0.25=5取R=1.50取5作图校验见注略6分圆直径滚刀外径偏差0.017分度圆螺旋升角精加工滚刀8容屑槽螺旋角 直槽9容屑槽导程直
7、槽滚刀螺旋槽滚刀10轴向齿形尺寸(1) 轴向齿距(2) 轴向齿厚(3) 齿顶圆弧半径(4) 齿根圆弧半径0.0010.010.10.111轴向齿形角(1) 直槽滚刀(2) 右侧面齿形角(3) 左侧面齿形角直槽0前角滚刀12滚刀螺旋方向当安装斜角小于时,通常制成右旋螺纹右旋螺纹13轴台尺寸(1) 直径(2) 长度(3) 侧棱查表2.2-1查表2.2-1按总附录表V14键槽尺寸(1) 键宽(2) 键高(3) 圆弧按附录表按附录表按附录表15内孔空刀尺寸(1) 空刀直径(2) 磨光部分长度按附录表按附录表注:滚刀校验图以下: 选择砂轮直径按其中为成形刀齿廓高度,为砂轮法兰盘直径,通常。本文选择砂轮直
8、径=60mm1.3设计图 (一)CAD设计详图: (二)三维设计二、马格插齿刀部分2.1设计原理 插齿刀实质上就是一个变位齿轮。插齿刀在插齿时,除了切削运动外,它和工件还有相互配合转动,这就是展成运动。插齿刀靠切削运动和展成运动形成齿轮齿面,所以齿轮齿面是插齿刀齿刃连续运动轨迹包络面。 插齿刀设计关键在变位系数确实定。变位系数越大,那么加工出来齿轮表面精度越高。不过变位系数增大会对应带来两个问题。第一是插齿刀齿顶变尖使刀具耐用度降低;第二是插出齿轮齿根过渡曲线和啮合齿轮齿顶发生干涉。所以在设计时我们要充足考虑这两个原因,以确定变位系数最大值。 变位系数越小,则有利于插齿刀重磨次数,即可提升使用
9、寿命。但减小又会引发两个问题。第一是加工少齿数齿轮时,轻易产生根切;第二是加工多齿数齿轮时易产生顶切。所以设计插齿刀时也必需考虑这两个原因,以确定变位系数最小值。 (一)最大变位系数确实定,可参考以下几道公式: (1)齿顶变尖限制:(2)齿轮过渡曲线干涉限制: 式中 被切齿轮和共轭齿轮啮合时中心距;被切齿轮和共轭齿轮啮合时啮合角;共轭齿轮齿顶圆半径;共轭齿轮基圆半径;插齿刀切削齿轮时中心距;插齿刀切削齿轮时啮合角;插齿刀齿顶圆半径;插齿刀基圆半径;齿轮分圆压力角;被切齿轮和共轭齿轮齿数;被切齿轮和共轭齿轮变位系数。 确定那个最大变位系数方法,首先求出确保插齿刀不发生齿顶变尖值,然后把此值代入公
10、式(2.1-1)。假如等式不成立,则说明此值即为既能确保插齿刀顶尖不变尖,又能确保不发生过分曲线干涉插齿刀变位洗漱。如不等式不能成立,则要发生过分曲线干涉。此时,必需对应降低值或增加插齿刀齿数后重新计算,知道满足为止。当不等式左右两边相等时,即取最大值。 (二)最小变位系数确实定,也可参考以下几道公式:(1)齿轮根切限制:齿轮齿数越少或它变位系数越小,越易发生根切。当插齿刀齿数越多、变位系数越小和齿顶高越大时,越易发生根切。(2)齿轮顶切限制:式中 插齿刀切齿时确保被切齿轮不发生顶切最小啮合角; 被切齿轮齿顶圆和基圆半径。确定最小变位系数方法,先求出确保被切齿轮不发生顶切值,然后代入限制根切不
11、等式进行计算。假如不等式成立,则此时能够确保不发生顶切和不发生根切。假如不等式不成立,则将发生根切。那就要对应增大然后重新计算。当不等式左右相等时,即为最小值。 另一关键是插齿刀前角和齿形修正。插齿刀有前角能够改善切削条件,但这将造成齿形误差,必需修正齿形以降低齿形误差。插齿刀切削齿轮时,切削刃上下运动轨迹包络形成齿轮渐开线齿形。故切削刃在基面上投影应是渐开线才没有理论上误差。不过因为有了前角和变位,这种误差就不可避免。以下为修正公式:tan = 式中 修正后齿形角; 分圆压力角;齿顶后角;前角。附:MAAG制和径节制模数,以填补公制数离散点间隔过大缺点。MAAG制模数部分系列以下表:5系列5
12、.15.25.35.45.55.65.75.85.96系列6.16.26.36.46.56.66.76.86.9 (三)结构设计 结构图以下: 结构设计参数参考复杂刀具设计手册表2.4-6公称直径125mm碗形插齿刀结构参数。具体参数,见碗形外啮合直齿插齿刀零件图CCD0104。2.2参数计算表1.3.1 碗形直齿插齿刀设计步骤及计算结果已知条件名称被切齿轮参数共轭齿轮参数符号数值符号数值模数5.85.8分圆压力角2525齿数2117齿顶高5.85.8齿根高7.257.25齿全高13.0513.05分圆弧齿厚9.1119.111变位系数00齿顶圆半径66.755.1根圆半径53.6542.05
13、分圆半径60.949.3基圆半径55.19444.681序号计算项目符号计算公式或选择方法计算精度结果1顶刃前角通常取2顶刃后角设计要求取0.00000013齿数据设计要求取采取公称分圆碗形插齿刀 4齿顶高系数据设计要求取0.01求最大变位系数5许可齿顶厚0.016计算参数0.017求据设计要求0.018共轭齿轮啮合角0.0000001因为,故即9共轭齿轮中心距0.00110被切齿轮和插齿刀啮合角0.0000001因为,故即11被切齿轮和插齿刀中心距0.00112插齿刀齿顶圆半径0.00113插齿刀基圆半径0.00114计算参数将813项计算结果带入下面不等式中:如不等式不成立,则说明发生过分
14、曲线干涉,此时必需降低值或增加插齿刀齿数后重新计算,符合不等式要求,故取求最小变位系数15确保被切齿轮不发生顶切时插齿刀和被切齿轮最小啮合角0.000000116确保被切齿轮不发生顶切最小变位系数0.0117验算插齿刀在切削齿轮时是否发生根切将带入下列公式中验算是否发生根切:0.0010.001 0.001符合公式要求,所以18原始截面到前端面距离0.119厚度尺寸还受到工艺原因限制,不宜取过大,参考表2.4-6选择整数按表2.4-6取20修正后齿形角或21侧刃后角0.000000122分圆直径0.00123齿形角修正后基圆直径0.001原始截面上齿形尺寸24齿顶高0.0125分圆弧齿厚0.0
15、0126齿全高0.01前端面上齿形尺寸27齿顶高0.0128分圆弧齿厚0.0129顶圆直径0.0130根圆直径0.0131前刃面齿顶高0.0132其它结构尺寸按表2.4-6选择在距前端面2.5毫米处进行齿形检验,计算检验用展开角33顶圆上展开角式中齿顶圆压力角0.00000010.00001 134齿形有效部分起始点展开角式中齿形有效部分起始点压力角式中被切齿轮原始齿条齿顶高系数0.0000001 35有效部分展角36齿根圆压力角当初,以处计算齿间宽0.0000001因为,以处计算37根圆齿厚0.01本设计以基圆直径代入,所得为基圆齿厚38根圆齿间宽如,磨齿形时有困难,可合适降低0.01本设计
16、以基圆直径代入,所得齿间宽为基圆齿间宽2.3设计图(一)CAD设计详图:(二)三维设计图:三、工艺设计3.1、工程机械滚齿刀加工工艺 本设计非标齿轮滚刀采取高速钢W6Mo5Cr4V2,其含有很高硬度、耐磨性及热硬性(也称红硬性),当刃具温度高达500600摄氏度左右时,硬度仍无显著下降,能以比低合金刃具钢更高速度进行切削。因为此材料含W、Mo故提升了回火稳定性,不过须经过分级淬火、三次回火才能达要求,所以在工艺设计热处理中要考虑这个问题。原材料须经过铸造使晶粒细化,同时要愋慢冷却避免形成马氏体。为了便于加工,还必需退火以降低硬度(通常采取等温退火)。退火以后会形成索氏体和细粒状碳化物。当车削加
17、工完成以后,需淬火、回火以提升硬度,符合刀具硬度要求。其中要注意加热时要在盐炉中,还须预热两至三次,采取油淬火。进行三次回火使其弥散硬化。南 华 大 学 机 械 工 程 学 院 零 件 加 工 工 艺 卡图 号零 件 名 称材 料CLGD0104工程机械齿轮滚刀W6Mo5Cr4V2工序号工 序 名 称 及 内 容设备型号工装夹具、刃具、量具工时定额备 注一下料:Gt4230二铸造:三正火四车1、清一端端面,光大部分外圆,打两端中心孔;2、钻内孔至mm;3、 车内孔至mm,大外圆留0.6mm,凸台外圆留0.3mm,两端面各留0.3mm,内孔中间凹槽作出。C620五钻:钻38mm内孔。Z35六车:
18、车内孔至;端面各留0.3mm余量;外圆车至101mm;内凹位作出;两个凸台车至60.6mm;其它按图(注意留磨余量)。C6201.00七磨:磨内孔至。M212020八磨:穿锥度心轴,光大外圆,靠两端面见光M131锥度心轴九插:键槽至尺寸,注意内孔留磨量,去毛刺。B52525十车:螺旋槽深度至尺寸,分圆齿厚留0.5mm余量。C620带键锁紧心轴成形车刀2.40转工序1.00十一铣:铣容屑槽至尺寸,其它按图。X62W带键锁紧心轴成形铣刀1.30十二钳:去不全齿,去毛刺十三铲:铲顶、分圆齿厚留0.3mm余量C8955带键锁紧心轴成形车铲刀2.30转工序2.00十四热处理:一次淬火、560三次回火,使
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 节制 滚刀马格插刀 设计 及其 加工 工艺 模板
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,个别因单元格分列造成显示页码不一将协商解决,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【w****g】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【w****g】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。