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用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面稱為插齒。
用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面稱為插齒。插齒既可以加工直齒,也可以加工斜齒;滾齒也可以加工直齒和斜齒,但滾齒加工效率更高。
Y712插齒刀磨齒機(jī)在Y7125基礎(chǔ)上精化而成,主要用于磨削直齒和螺旋齒的插齒刀,剃齒刀和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的漸開線齒面;也可磨削高精度的直齒輪及螺旋齒輪的漸開線齒面。
本機(jī)床通用于工具制造、機(jī)床、汽車,拖拉機(jī)及航空等工業(yè)部門。它采用大平面型砂輪,以展成法進(jìn)行磨削;采用精密分度盤保證分度;采用漸開線凸輪,使工件獲得正確的展成運(yùn)動(dòng);橫向具有精進(jìn)給裝置。
?。?)加工帶有臺(tái)肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪,只能用插齒。這是因?yàn)椋翰妪X刀“切出”時(shí)只需要很小的空間,而滾齒則滾刀會(huì)與大直徑部位發(fā)生干涉。
?。?)加工無空刀槽的人字齒輪,只能用插齒;
?。?)加工內(nèi)齒輪,只能用插齒。
?。?)加工蝸輪,只能用滾齒。
?。?)加工斜齒圓柱齒輪,兩者都可用。但滾齒比較方便。插制斜齒輪時(shí),插齒機(jī)的刀具主軸上須設(shè)有螺旋導(dǎo)軌,來提供插齒刀的螺旋運(yùn)動(dòng),并且要使用專門的斜齒插齒刀,所以很不方便。
從插齒過程的原理上分析,插齒刀相當(dāng)于一對(duì)軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合。插齒刀實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)磨有前后角并具有切削刃的齒輪。
它的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:(1)切削運(yùn)動(dòng) 插齒刀的上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。(2)分齒展成運(yùn)動(dòng) 插齒刀與工件之間應(yīng)保持正確的嚙合關(guān)系。插齒刀往復(fù)一次,工件相對(duì)刀具在分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為加工時(shí)的圓周進(jìn)給量,故刀具與工件的嚙合過程也就是圓周進(jìn)給過程。(3)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 插齒時(shí),為逐步切至全齒深,插齒刀應(yīng)有徑向進(jìn)給量fr。(4)讓刀運(yùn)動(dòng) 插齒刀作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),向下是切削行程。為了避免刀具擦傷已加工的齒面并減少刀齒的磨損,在插齒刀向上運(yùn)動(dòng)時(shí),工作臺(tái)帶動(dòng)工件退出切削區(qū)一段距離(徑向)。插齒刀工作行程時(shí),工作臺(tái)再恢復(fù)原位。
插齒和滾齒相比,在加工質(zhì)量,生產(chǎn)率和應(yīng)用范圍等方面都有其特點(diǎn)。切制模數(shù)較大的齒輪時(shí),插齒速度要受到插齒刀主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性和機(jī)床剛性的制約;切削過程又有空程的時(shí)間損失,故生產(chǎn)率不如滾齒高。只有在加工小模數(shù)、多齒數(shù)并且齒寬較窄的齒輪時(shí),插齒的生產(chǎn)率才比滾齒高。
(1)插齒的齒形精度比滾齒高 滾齒時(shí),形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量只與滾刀容屑槽的數(shù)目和基本蝸桿的頭數(shù)有關(guān),它不能通過改變加工條件而增減;但插齒時(shí),形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量由圓周進(jìn)給量的大小決定,并可以選擇。此外,制造齒輪滾刀時(shí)是近似造型的蝸桿來替代漸開線基本蝸桿,這就有造形誤差。而插齒刀的齒形比較簡(jiǎn)單,可通過高精度磨齒獲得的漸開線齒形。所以插齒可以得到較高的齒形精度。
(2)插齒后齒面的粗糙度比滾齒細(xì) 這是因?yàn)闈L齒時(shí),滾刀在齒向方向上作間斷切削,形成魚鱗狀波紋;而插齒時(shí)插齒刀沿齒向方向的切削是連續(xù)的,所以插齒時(shí)齒面粗糙度較細(xì)。
?。?)插齒的運(yùn)動(dòng)精度比滾齒差 這是因?yàn)椴妪X機(jī)的傳動(dòng)鏈比滾齒機(jī)多了一個(gè)刀具蝸輪副,即多了一部分傳動(dòng)誤差。另外,插齒刀的一個(gè)刀齒相應(yīng)切削工件的一個(gè)齒槽,因此,插齒刀本身的周節(jié)累積誤差必然會(huì)反映到工件上。而滾齒時(shí),因?yàn)楣ぜ拿恳粋€(gè)齒槽都是由滾刀相同的2~3圈刀齒加工出來,故滾刀的齒距累積誤差不影響被加工齒輪的齒距精度,所以滾齒的運(yùn)動(dòng)精度比插齒高。
(4)插齒的齒向誤差比滾齒大 插齒時(shí)的齒向誤差主要決定于插齒機(jī)主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差。由于插齒刀工作時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率高,使得主軸與套筒之間的磨損大,因此插齒的齒向誤差比滾齒大。
所以就加工精度來說,對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求不高的齒輪,可直接用插齒來進(jìn)行齒形精加工,而對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度要求較高的齒輪和剃前齒輪(剃齒不能提高運(yùn)動(dòng)精度),則用滾齒較為有利。
1.提高圓周進(jìn)給量可減少機(jī)動(dòng)時(shí)間,但圓周進(jìn)給量和空行程時(shí)的讓刀量成正比,因此,必須解決好刀具的讓刀問題。
2.挖掘機(jī)床潛力增加往復(fù)行程次數(shù),采用高速插齒。
有的插齒機(jī)每分鐘往復(fù)行程次數(shù)可達(dá)1200~1500次/min,高的可達(dá)到2500次/min。比常用的提高了3~4倍,使切削速度大大提高,同時(shí)也能減少插齒所需的機(jī)動(dòng)時(shí)間。
3.改進(jìn)刀具參數(shù),提高插齒刀的耐用度,充分發(fā)揮插齒刀的切削性能。如采用W18Cr4V插齒刀,切削速度可達(dá)到60m/min;加大前角至15°,后角至9°,可提高耐用度3倍;在前刀面磨出1~1.5 mm寬的平臺(tái),也可提高耐用度30%左右。
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