硬齿面齿轮精密插齿技术研究.pdf

长春理工大学
硕士学位论文
硬齿面齿轮精密插齿技术的研究
姓名:张鹤
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:史国权

摘要妊齿工艺是目前高精度硬齿面齿轮加工的一种广泛应用的切齿方硬齿面插齿刀可同时获得较高的构形精度和合理的切削角度。法,而硬齿面插齿加工的关键在于硬齿面插齿刀的设计、制造及合理使用。传统锥面硬齿面插齿刀的构形精度与采用合理切削角度以发挥刀具最佳切削性能之间存在着不可调和的矛盾,因而不能满足加工高精度硬齿面齿轮的要求。为此,本文继续研究一种新构形法硬齿面插齿刀,使本文直接从插齿刀与砂轮之间的相对运动关系出发,单独研究砂轮的运动,提出砂轮成形磨削点和砂轮成形磨削刃的概念;分别建立圆柱砂轮和圆锥砂轮磨削后硬齿面插齿刀的波形前刀面方程及空间切削刃方程;为便于比较何种情况下插齿刀的构形误差和切削角度能同时达到最优,分别对磨削五种不同硬齿面插齿刀所用的砂轮进行了廓形设计,并分析了插齿刀的构形误差和侧切削刃切削角度的分布规律;为插齿/波形前刀面的磨削加工设计了相应的凸轮,用所设计的凸轮和近似的砂轮成功地制造出新构形法硬齿面插齿刀;最后进行插齿/匝椋煅新构形法硬齿面插齿刀的抗崩刃能力、耐磨性及被加工硬齿面齿轮的各项精度。成形磨削刃波形前刀面
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第一章绪论§齿轮加工技术概述立,测量齿轮误差的台式齿轮精密检查仪应运而生,极压添加剂的出现回顾近代齿轮加工技术的发展”’,可将其分成如下几个阶段。兰湍┑兰甏嗉坛鱿至嗽仓背荨⒃仓背荨锥齿、蜗轮、蜗杆等机械传动形式,其中摆线齿形和渐开线齿形“玫广泛应用。赫兹公式的提出奠定了现代齿轮强度计算的基础,齿轮制造由早期的以铸为主发展到采用滚齿、插齿、磨齿等加工生产方式,齿轮技术进入工业化生产阶段。甏就瓿闪烁髦掷嘈湍龊霞负窝Ш颓谐莸毒呱杓频研究,。齿形角渐开线齿轮”玫礁嘤τ茫嗤饭龅兜某鱿痔岣吡切齿效率,剃齿工艺的采用提高了齿轮制造精度,齿轮精度标准已经建和变位齿轮的应用提高了齿轮承载能力,出现了较为综合的齿轮强度”】计算方法,齿轮技术得到发展。至世纪年代后期,齿轮、材料及热处理控制技术得到重视和发展,逐渐采用中硬齿面和硬齿面重载传动,剃齿、滚齿、及珩齿技术进一步降低了齿面粗糙度,高速滚齿、插齿技术及硬齿面刮削工艺的发展进一步提高了生产率。美国、德国约肮时曜蓟橹先后制定了相关的齿轮标准,齿轮精度的提高越来越受到重视。兰甏螅萋旨际跤辛朔伤俜⒄梗涮氐愫湍谌萏逑衷谝§.萋旨庸ぜ际醯南肿萋旨庸ぜ际醯姆⒄从兰§下几个方面。
硬齿面渐开线齿轮”又鞯嫉匚硬齿面和整体淬火调质硬度在舷碌闹杏渤菝娉萋旨负跞〈了软齿面齿轮。硬齿面精加工技术有了突破性进展,硬齿面滚齿技术,砂轮磨齿技术得到应用和推广,磨齿效率普遍提高,齿轮材料供应系列化,热处理技术日益成熟,整体淬火、感应淬火、渗碳淬火等先进技术得到应用,齿轮的承载能力和可靠性普遍增强。计算机及微电子控制技术普遍应用。装备精密化、数控化使齿轮加工精度和效率显著提高。齿轮加工技术的发展趋势齿轮加工技术的发展是在不断追求加工精度和加工效率的提高,具数控化”“3萋旨庸な鼗瓤梢蕴岣呒庸ぞǘ扔挚梢蕴岣遠率,数控齿轮机床大有取代传统齿轮机床的趋势。智能化”8莼驳挠ατΡ浜臀律榭觯鹘诨睬邢的工艺参数邢饔昧,保证工件的加工精度扣机床的切削效率。高速化“薄。插齿速度最高可达次/宄淌咚钢滚刀的切削速度可达疭,卡普公司研制的磨床,砂轮转数达/咚俣却/鹿⒑喙ひ荡笱д谘芯可奥窒咚俣任/某咚倌ハ骷际酢集成化“””3萋只特别是大型齿轮机床屑嘀止ひ沼谝体的趋势,如德国胡而特镜腤滚齿机,将滚齿、插齿、磨齿和齿轮检测集于一体,只需更换切削头,就可实现相应加工功能:同时还可以对过程中的齿轮进行检测,以决定加工用量。环保化“啊薄H绺汕邢骷庸すひ盏牟捎茫捎谖耷邢饕海苊饬擞液污染空气和环境,符合环保要求,同时工件不受油污污染,工件干净,属于无污染的新工艺,且可节省大量的能源,也符合环保要求。现代设计方法应用于齿轮设计。。体表现在以下几个方面:§
§硬齿面插齿技术的研究与发展新工艺不断涌现”啊Dチ狭鞴庹庸すひ帐俏夜猿萋止庹庸的新贡献“””匀怼⒂渤菝娉萋值男扌魏凸庹庸ひ讶〉檬导适褂眯果。使用磨料流加工齿轮,是在磨料流加工机床上,使用专用夹具,其夹具体是一个与被加工齿轮的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮,修整内齿轮的轮齿,改变内齿轮与被加工齿轮轮齿问的间隙和孔道的形还能快速高效修整齿面。磨料流加工齿轮鼓形齿的方法和采用磨料流对齿轮进行修缘的加工方法已在生产上逐渐推广,生产效率特别高,还能防止齿面早期破坏,这两种方法已获得发明专利权“””杂媚チ狭加工齿轮,在齿轮加工工艺上开辟了又一条新