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怎么做好齿轮之螺旋锥齿轮
​螺旋锥齿轮的制造工艺不同于其他产品,其复杂程度非外人不可想象。螺旋锥齿轮在长期的发展过程中,形成了两种不同的齿制:格里森齿制渐缩齿和克林贝格等高齿。这两种齿制的刀具,存在较大差异。
发布日期:2020 - 07 - 20 09:44:54

螺旋锥齿轮的制造工艺不同于其他产品,其复杂程度非外人不可想象。螺旋锥齿轮在长期的发展过程中,形成了两种不同的齿制:格里森齿制渐缩齿和克林贝格等高齿。这两种齿制的刀具,存在较大差异。

铣齿加工一般用于加工直齿或螺旋齿锥齿轮,其加工效率高,多使用专用铣齿机床进行加工。刀盘的发展经历了由复杂到简单、由湿切到干切的发展阶段,且加工效率逐渐提升。目前所使用的刀具主要为盘形铣齿刀,本节主要介绍格里森和奥利康螺旋锥齿轮用铣齿刀。前几篇相关公众号有更详细的介绍,因此,本篇以基础介绍为主。

一、格里森铣刀盘的类型

为了切削各种尺寸范围的弧齿锥齿轮,需用的铣刀盘名义直径为1/2"至 18"等 10 多种不同规格。

小于 2"的铣刀盘尺寸较小,刀体个刀头都做成整体的,直径不能调节,通常叫做整体刀盘。

大于 2"的铣刀盘的刀头是镶嵌在刀体上的,直径可以调节,通常叫做镶齿铣刀盘。

此外,根据铣刀盘的旋转方向、切削方法和加工特征等可以把铣刀盘分成以下几种类型:

1.左旋刀盘和右旋刀盘

从刀盘的前面看,如果旋转方向为顺时针的刀盘为左旋刀盘;如果旋转方向为逆时针的为右旋刀盘。

2.单面刀盘和双面刀盘

如果刀盘上所装的刀片全部是外切刀片或者是内切刀片,就叫做单面刀盘。前者叫做单面外切刀盘,用于切削齿槽的凹面;后者叫做单面内切刀盘,用于切削齿槽的凸面。

如果刀盘上既装有外切刀片,又装有内切刀片,就叫做双面刀盘 , 它同时切削齿槽的两侧表面。

3.粗切刀盘和精切刀盘

为了适应齿槽粗切和精切的不同要求,粗切刀盘和精切刀盘在结构上各有不同的特点。粗切刀盘体后端装有支撑圈,以支承刀片尾部,精切刀盘的刀片作有支撑台,靠在刀盘体前端面上。

4.圆拉刀盘

圆拉刀盘也是双面的,是专门按半滚切法精加工大轮的新型铣刀盘。

二、格里森铣刀盘的结构和各部分名称

1.小直径铣刀盘

公称直径 在 1/2"到 2"范围内的四种铣刀盘,称为小直径铣刀盘。由于其直径较小,所以可用高速钢制成整体的;也可将高速钢刀片与其它工具钢的盘体对焊在一起后加工成铣刀盘。小直径铣刀盘一般做成双面的,按双重双面法加工。

螺旋锥齿轮

2.大直径精切铣刀盘

公称直径D0 等于和大于3.5英寸的铣刀盘,称为大直径铣刀盘 。由于精切时一般顶刃不参加切削,因而减少了刀盘轴向切削分力,所以精切刀盘没有支承圈,而在刀片后部作一支承台,紧靠在盘体前端面上。

螺旋锥齿轮

右旋双面精切刀盘

大直径铣刀盘有双面的和单面的两种。双面刀盘上外切刀片和内切刀片相间排列。单面刀盘上只装有一种刀片,即内切刀片或外切刀片。

在双面精切刀盘上,有两个基准刀片,即基准外切刀片和基准内切刀片。在单面精切刀盘上,只有一个基准刀片,即基准外切刀片或基准内切刀片。基准刀片是固定的,不能调整,它是其余同名刀片的调整基准。

在刀片和刀盘体之间装有平垫片和楔片。变换平垫片的厚度,可以改变刀尖直径。通过拧动调整螺钉,调整楔片的上下移动,使刀片在径向位置得到精确的细微调整,以保证与基准刀片切削刃的位置在径向一致。

3.大直径粗切铣刀盘

粗切刀盘用于在轮坯上粗开齿槽,所以粗切刀盘没有单面的。 粗切齿时,不仅刀片侧刃参加切削,同时顶刃也参加切削,沿刀盘轴向的切削分力相当大,所以粗切刀盘上装有支撑圈,以承受该项分力。

螺旋锥齿轮

双面粗切刀盘

一般齿轮尺寸越大,模数也越大,所需的刀盘直径也越大,因而切削力也要大。为此粗切刀盘的规格一般在 6 英寸以上。

为了增强刀具的刚性,粗切刀盘无调整螺钉和楔片。这样也就允许比相同直径的精切刀盘多装刀片,从而可以减少每把刀片的负荷, 也可以增大切削进给。

当采用切入法粗切齿时,刀片顶刃受到很大抗力,刀尖磨损较快 。为了提高刀具的使用寿命和粗切的生产率,也有在粗切刀盘上装置三种刀片的,即内刀片、外刀片和中间刀片,分别担负齿槽的凸面、凹面和槽底的加工。这种刀盘称为三面粗刀盘。

三、奥利康锥齿轮SPIRON铣齿刀具的结构

SPIRON铣刀盘取消了粗切刀条,仅包括外刀、内刀两组刀条,刀条材料为高性能硬质合金,适合于高速干式切削。SPIRON铣齿刀盘由刀盘本体、紧固螺钉、刀条组成。刀齿装在整体刀盘上,与FS刀盘结构相同,SPIRON刀盘内外回转中心重合,而且不可调,为得到要求的齿厚,只能调整刀齿半径对齿厚变化加以补偿。根据工件的不同旋向,刀盘分为左旋与右旋两种。

刀盘上装有Z0组刀齿,每组刀齿有外刀和内刀两个刀齿分别用来切削齿轮凹面和齿轮凸面。与FS及FSS系列刀盘相比,取消了中间刀齿,降低了刀盘本体的复杂程度。刀齿是铣刀盘的重要组成部分,其刀齿的几何形状及其在刀盘上的定位影响着加工锥齿轮的齿面形状。

所有刀盘的内刀和外刀,其参考点位于同一个圆周上。同名刀条的安装槽形成一条渐开线。刀盘的安装槽相切于名义中点模数所决定的基圆,刀具参考点处切削刃角度相切于实际的基圆。

SPIRON铣齿刀具主要由刀条和刀盘体组成,内外刀回转中心重合,不可调。如图所示,其与EN及FS系列刀具最大的区别在于,刀盘采用整体式结构,取消了垫片,在刀盘上采用高精度线切割加工出封闭刀槽。

SPIRON铣齿刀盘夹紧螺栓为2个,其中上部螺钉头部带有压缩弹簧,提高了夹紧的稳定性和刚性。

螺旋锥齿轮

SPIRON铣齿刀盘结构

SPIRON铣齿刀盘的代号;SPIRON 13-105 LⅡ,其各参数代表的意义如下:

13,代表该刀盘具有13组刀条;

105,代表刀具名义半径105mm;

L代表刀具旋向为左旋,

Ⅱ表示为第二代刀具产品。

不同规格刀盘所使用的刀条截面尺寸不同,为了保证同组刀条磨削和安装的一致性,需要对刀条的尺寸及形位公差进行精确限制,以尺寸为14.73×22.86×108的刀条为例,其刀坯图纸所示:

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