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[推荐] 窄退刀槽齿轮传动轴的制造

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发表于 2007-9-5 22:29:38 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国浙江杭州

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一 、前言 4 {+ C) S# }0 ]7 _

$ \1 j+ e& L5 k; i$ O齿形切削加工按其加工原理可分为:仿形法和展成法。仿形法有模数铣刀铣齿,成形砂轮铣齿,
齿轮拉刀拉齿;展成法包括滚齿、插齿、研齿、磨齿、挤齿等。 2 O/ O( i3 R1 n  X; h

' E0 |# E% F* y% [用上述方法加工双联
齿轮或有大轴肩的齿轮轴,都要求有5~10mm的退刀槽。但在一些小型的精密仪器上有时要用到有大轴肩但退刀槽又小于5mm的齿轮轴。如图1所示,图中的传动轴的齿圈左侧有一个大直径的轴肩,而退刀槽只有3.2mm,如直接用上述各种齿形切削方法加工,则可能无法在整个齿宽上切出完整齿形,或者是刀具撞到左侧的轴肩。故需使用特殊的加工方法或对加工方法进行一定的改进。
http://part.newmaker.com/nmsc/u/2007/20077/art_img/20077322281620188.gif
( \, z7 e: w* N9 z+ }2 o; t  J图1 窄退刀槽齿轮传动轴
本传动轴右侧齿轮的参数如表1所示。
6 U/ G, s: O1 {  b2 |0 O
表1 齿轮参数   Q. b$ j3 ~4 T4 t% g0 p  o
齿数模数压力角轮齿精度
120.920°9
二、挤齿
1 E4 ~& K5 U) t
2 e- r6 L: u: L* n齿轮的冷挤过程是在一定压力下,挤轮与工件之间无侧隙啮合的自由对滚过程,属于按展成原理的无切屑加工,挤轮是一个精度高的圆柱齿轮,可以在齿高、齿长方向修形,有的还有一定的变位量。挤轮与工件成平行线相对移动,只有径向移动,在冷挤过程中,逐渐减小挤轮与工件之间的中心距离,直至要求尺寸为止,其特点是挤轮在加工过程中产生热量很小,且没有切削刃口,故磨损极慢,寿命长,生产效率高,其加工的具体工艺路线是:毛坯→车端面及钻中心孔→车各圆柱面、倒角→切槽→在挤齿机上挤齿。 ) g, M" W  H- A  p: {7 ]* y

5 t+ F1 a) d( ]; x三、插齿
( {/ ~6 Q* C+ b5 Z
+ R* v6 P9 t+ S3 j上述 各种加工齿轮的方法中,只有插齿所需的退刀槽最小,所以可以对插齿刀进行适当的改进,以满足该零件的尺寸要求。
5 T, f2 A7 f- {: U  Q# L# g) H! v: F: j$ f, {
1 插齿刀的选择   Y% }+ o3 Z8 N: D0 b* O0 F% `

5 b) Y, A: M, N. h1) 由于该零件的齿轮左侧有一个大轴肩,所以选用碗形插齿刀,因为碗形插齿刀有较深的空刀槽,以容纳紧固螺钉,可以用来加工下面有障碍物的齿轮
3 H& a, d1 k3 G, a# _3 C1 k5 [: b  _" _3 i1 N/ m9 i' y  p
2) 由于齿轮的精度要求为9级,故选用B级插齿刀。 & H) h. u$ P7 ]! B* C( F% D) s
3 t0 @+ P  m( {' ]" }
3) 由于齿轮的模数为0.9,齿数为12,齿数较少,为避免根切现象,故选择刀齿数z刀=12,变位系数c刀=0.04的插齿刀。
  L5 x! d8 Y4 H" b3 Z" w; I) ~: H2 s# M- p! w( s
最好选用带机械夹固硬质合金刀齿的装配式插齿刀。 ) T3 a# L% l1 L8 T# Z
7 u/ V" b. g2 n5 k* c$ k6 B
2 插齿刀的改进
3 z! T' l. n9 c/ l" a
8 H! c, F" R8 l7 c; e1) 采用两次切削的方法 为满足窄退刀槽的要求,必须对所选的插齿刀进行改进。最简单方法就是减小插齿刀的厚度。具体方法是刃磨前角g,使其减小到2°~3°左右。
& v8 i) j2 p7 ]! W4 o; ~- d) M+ q& I! g4 M
但刃磨前角,会使切削力增大,从而增大切削变形,并使振幅急剧增大,刀具使用寿命缩短,有时可能会出现刀具崩坏的现象。 ! S8 U" o# l7 _. @4 [+ L0 W$ e
' S  D8 P" f6 T  g3 ?( L
因此可以考虑将齿轮的加工分成两次完成。即首先用普通的插齿刀(一号插齿刀),在大部分的齿宽上加工出所需的齿形。然后,换上刃磨过前角的插齿刀(二号插齿刀)加工剩余未完成的齿形。
  Y/ A7 Q- v% N+ o
" I& W# V9 x, |( q8 n2) 换刀后的对刀问题 为保证换刀前后,两插齿刀的定位精度,避免换刀后,由于对刀不准确而破坏齿形。因此必须保证插齿刀的对刀精度 。 ; }0 z2 m. x/ @4 e
" H" I* O2 `& c
具体方法为:在加工轮齿之前,在齿轮轴的右端面上划一条过轴心的直线。(如图2所示)让1号刀的任一刀齿的刀尖对准直线与外圆面的交点A,然后手动试切一刀。换上二号刀后,让其任一刀齿的刀尖对准直线与轮齿齿根圆的交点A'。然后试切一刀。
http://part.newmaker.com/nmsc/u/2007/20077/art_img/20077322335337417.gif
% S9 R6 z! ~1 n' g: k+ v2 G6 \5 x图2 对刀示意图
3) 插齿刀的行程长度的选择   D$ _" ^  u) G! s; ~* ~2 P+ q4 w6 [
) O$ t( F5 t+ h: V. d9 C4 o
行程长度L的计算公式如下: 2 s- X% K/ O& m3 F. V
6 Y, K4 s$ d% z/ b0 f$ U2 {0 j
L=b+y+△
0 e0 G' F" L5 w! m1 j* p6 G# A: C( Z* X2 P( F/ E' [$ o: T
式中:b——齿圈的宽度,单位为mm;
9 O/ r" t# f( Gy——切入量,单位为mm;
# |. j: I: e2 K7 x7 }△——切出量,单位为mm。 : z! Z0 i/ `9 S) ~

4 r& p2 y9 n( \* P8 U* W, v7 U; p一号插齿刀的行程长度为减少二号插齿刀的磨损,要尽可能多的用一号插齿刀加工出齿宽上的齿形,但又必须确保插齿刀不会碰到轴肩。因此选取一号插齿刀的切出量D=1 mm,切入量y=7mm,又已知齿长b=25 mm。所以一号插齿刀的行程长度L=33mm。
! B; ]/ `: ]) M9 o8 e& S7 I
- L1 ?: z% C' V9 j9 O; h二号插齿刀的行程长度由于二号插齿刀的前角较小,故其切出量可以比一号插齿刀取的大些,这里取切出量D=2.5mm,切入量y=7mm。故二号刀的行程长度L=34.5mm。 * N# d. @  B1 ?2 \) V1 B
, X. \8 E! Z+ E+ h; v7 t! Z
4) 零件的工艺路线 7 {. `9 ?4 T; i- U+ e

8 |* w3 n, Q* J0 z5 @4 j毛坯→车端面、钻中心孔→车各圆柱面、倒角→切槽→用一号插齿刀插齿→换上二号插齿刀插齿→齿轮修形、去毛刺。 : h1 d+ E* @! _  S; ?5 N
/ Y- \# M: t+ {' y$ H0 L( ~
四、组合式 & g; ~& W1 n4 r

4 _. y" a- H8 I( W; B齿轮轴的齿圈或左侧的轴肩制成可拆卸的,然后用焊接的方法加工出所需的传动轴。 : H. V1 l  |, b5 k
3 r& ]3 N, m2 _& v; ~- G
齿轮 7 ]# e- r$ Y- m6 t- s

, O9 x" y4 Z. J/ c9 u* J; N  m分别制出齿轮和阶梯轴(如图3所示),然后将齿轮焊接在阶梯轴的外圆柱面上。 轴肩 5 Q$ I2 X, b6 B& P6 r
6 q" ^6 L9 u8 z7 ^3 g5 I
先加工出图4所示的齿轮轴,再把另外加工好的轴肩焊接在齿轮轴的相应位置上。 五、结论
4 e, v* G! F- d. R7 t8 n3 `1 ^: C% P& ?# B
本文分析了窄退刀槽齿轮轴的制造难点,通过使用特殊的加工方法或改进加工方法,有效地解决了此类齿轮轴的加工问题。同时仁述方法还对多联齿轮及带凸肩的齿轮的制造有一定参考意义。
发表于 2007-9-6 21:23:02 | 显示全部楼层 来自: 中国江苏苏州
不错的资料,好像在哪本杂志上见过,还是谢谢楼主的分享~~
发表于 2007-9-7 21:09:33 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
怎么图片没有了!太不好了吧
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