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標(biāo)題: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充） [打印本頁]

作者: 阿松 時間: 2006-5-22 10:40
標(biāo)題: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）

在工作中發(fā)現(xiàn),，刀具公司提供的插齒刀,，在刃磨后，被加工齒輪的齒根變淺。使得齒輪嚙合時,，根隙變小,，直至碰到配對齒的齒頂,。在一些參考書對此介紹不多的情況下,，對插齒刀的各項數(shù)據(jù)進行了研究。
首先看一下刀具側(cè)刃面螺旋角與齒頂前角的關(guān)系,。刀具的前刃磨面與側(cè)刃面的交線在端面上的投影線,，就是我們用來加工零件的齒廓線。該齒廓線隨齒頂前角的變化而變化,，也隨刀具端面壓力角和側(cè)刃螺旋角的變化而變化,。與其它數(shù)據(jù)無關(guān)。
投影齒廓線比標(biāo)準(zhǔn)漸開線來得平坦,，曲率要小,，如果計算得當(dāng)，可能對齒形起到修形的效果,。
接下來看一下齒頂后角和其它數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,。齒頂后角的作用有兩個，一是加工齒輪時切削的需要,；二是保證在插齒刀刃磨后,，被加工的齒根能始終保持一致。筆者就第二點對齒頂后角進行了分析,。

通過公式可以得知：插齒刀齒頂后角是一個變化的數(shù)值,，它受插齒刀和被加工齒輪的齒數(shù)、變位系數(shù)、壓力角和插齒刀側(cè)刃螺旋角的影響,。各截面齒頂?shù)倪B線類似凸的拋物線,。如果用直線代替，可以計算出各截面的誤差值,。
最后,，嘗試討論一下齒頂?shù)菇堑膯栴}。
滾齒時,，齒輪的齒頂?shù)菇鞘怯蓛蓚€不同壓力角的齒廓線和齒頂圓相交而成,。在討論插齒時，筆者也假設(shè)插齒刀的齒根也是由兩段漸開線相交而成,，加工出的齒輪齒頂也是由兩段漸開線相交而成。

如倒角刃為直線段,，則角度可選擇交點處倒角刃的壓力角,。為不影響齒頂厚，角度應(yīng)選擇偏直一點,。
通過上面等式,，對插齒刀不同值時，齒根交點位置變化的觀察,，發(fā)現(xiàn),，在插齒刀軸向，交點呈凹形曲線,，應(yīng)比齒頂后角的角度偏小,。

以上是我在其他論壇上發(fā)的帖子.今天再作一些補充:

內(nèi)齒插齒刀和外齒插齒刀有明顯的區(qū)別,前者的齒頂后錐面是凹的,而后者是凸的.如果用直線代替(即齒頂后角是固定的,手冊上一般固定為6度,我認(rèn)為非常不妥),兩者的偏置方向正好相反.

作者: 老鷹 時間: 2006-5-22 14:15
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
呵呵，阿松怎么沒有發(fā)到blog阿,。

作者: logxing 時間: 2006-5-22 22:47
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
我對插齒刀還不太熟悉啊和松版討論討論
1由于插齒刀的加工工藝,，很難按照保證被加工的齒根能始終保持一致算出的理論后角加工，所以插齒刀修磨之后,，被加工齒輪齒根徑變化是必然現(xiàn)象,。至于像你所說的齒輪碰到配對齒的齒頂顯然是刀具設(shè)計廠家的失誤。一般來說,，刀具設(shè)計廠家會預(yù)測出修磨之后齒根徑變化的范圍并與用戶提供的齒根徑公差比較,，沒有問題才算設(shè)計合格。內(nèi)齒也是近似的,。
2因為存在前角,，若按照原始漸開線設(shè)計，投影齒廓線會與標(biāo)準(zhǔn)漸開線有誤差,，所以實際設(shè)計時是按照修正模數(shù),，修正壓力角對應(yīng)的漸開線設(shè)計，使得修正漸開線的投影和標(biāo)準(zhǔn)漸開線盡量一致。（這點記得不是很清楚,，僅供參考）插齒刀由于屬于粗加工,，一般沒有修形功能。
3關(guān)于齒頂?shù)菇�,，角度是由徑向倒角量和外周向倒角量直接算出的,，和交點處倒角刃壓力角無必然聯(lián)系（可能有近似關(guān)系）。同樣的由于插齒刀的加工工藝,，并不能做到按照被加工物倒角恒定的理論凹形曲線加工出來,，當(dāng)然設(shè)計者會按照用戶給定的倒角量公差進行工件齒頂?shù)菇穷A(yù)測并調(diào)整加工參數(shù)。

這三個問題都是理論計算和加工工藝的矛盾問題,。一般情況下,，用戶的公差要求都是可以滿足的。當(dāng)然也有比較倒霉的情況發(fā)生,。在用程序?qū)崿F(xiàn)工藝參數(shù)自動調(diào)節(jié)上還不是很成熟,，這也是我下一步的一個想要做的工作，松版要是推導(dǎo)出了什么公式拿上來共享一下啊嘿嘿

作者: 阿松 時間: 2006-5-25 21:07
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
搞了一個,，你來看看,。
另：問一下，齒頂后錐面可以做成圓弧形嗎,？而不是直線,。

作者: logxing 時間: 2006-5-26 02:13
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）

alpha是分度圓壓力角，alpha0'是與齒輪嚙合時的嚙合壓力角（即嚙合圓上壓力角）,，beta0是在分度圓上的還是在基圓上側(cè)刃后角,？

作者: 阿松 時間: 2006-5-27 19:09
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
beta0是分度圓上的螺旋角。
我沒按照手冊上的定義來,。這是我很久以前推算的,。

作者: logxing 時間: 2006-5-28 01:59
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
關(guān)于齒頂后角轉(zhuǎn)移陣地到你的新貼

作者: gear_making 時間: 2006-11-27 21:45
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
呵呵，插齒刀好象內(nèi)齒和外齒都是相同的,，所以樓主理解上可能有不妥．

作者: logxing 時間: 2006-12-9 00:23
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
阿松,，怎么回事。我們之前討論齒頂后角的帖子怎么找不到了,。論壇是不是丟失了一些文章,？

作者: logxing 時間: 2006-12-9 00:39
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
帖子找到了，論壇的按用戶名搜索功能不知為什么會漏掉一些文件
gear_make可以參考一下http://bbs.cmiw.cn/forums/15346/ShowPost.aspx
對于理想齒頂后角曲線來說正如阿松所說內(nèi)齒插齒刀和外齒插齒刀是相反的,。你說的“是相同的”是說大多數(shù)廠家生產(chǎn)時都是按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)制造的意思,。

作者: gear_making 時間: 2006-12-15 21:20
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
呵呵，插齒刀齒頂可以做成圓弧的,，但是要詳細(xì)計算漸開線展長,，圓弧所展成的部分不影響設(shè)計所需要的展長要求即可,。
在設(shè)計插齒刀時，齒輪的齒根和刀具的齒頂是通過嚙合原理產(chǎn)生的,，其總是圓滑過渡的,，不會產(chǎn)生尖角，并且只要滿足頂隙的要求,，對齒根曲線是什么形狀,，一般是不做考究的。除非在設(shè)計時,，有特殊要求,，要求齒根的曲線形狀，那么就必須根據(jù)嚙合原理,，嚴(yán)格的設(shè)計刀具頂部圓弧形狀,。

作者: gear_making 時間: 2006-12-15 21:26
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
對于樓主在第一個帖子中提到的插齒刀每次刃磨后，齒輪的根部變淺的原因,，那是因為每次刃磨后,，
刀具的變位系數(shù)發(fā)生變化，通過測量刀具的頂圓和公法線,，可以嚴(yán)格的計算出插齒后齒輪根徑,。
針對這類問題,，可以定做特殊的插齒刀,，本人一般是通過改變插齒刀的后角來達(dá)到目的，插齒后,，可以控制齒輪根徑在某個公差范圍內(nèi),。

作者: gear_making 時間: 2006-12-15 21:39
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
本人做個總結(jié)：
1。針對齒輪根圓沒有要求的,，插齒刀可以解決
2,。齒輪根圓有特出公差要求的，插齒刀也可以定做專業(yè)插齒刀,，設(shè)計很簡單,。
3。內(nèi)齒輪和外齒輪,，可以用同樣一把刀具
4,。齒輪齒形方面的倒角，可以通過插齒刀設(shè)計解決,，但是刀具通用性就沒有了

作者: gear_making 時間: 2006-12-15 21:53
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
因為是周末,，有時間，剛才看了阿松在http://bbs.cmiw.cn/forums/15346/ShowPost.aspx 上的帖子,，呵呵,，如果是兩年前,，我一定會和你們一起搞搞公式，但是在經(jīng)歷了每年幾個億產(chǎn)品齒輪刀具設(shè)計后（應(yīng)該說,，我比阿松幸運,，一畢業(yè)就可以做刀具，并且能說上話）,，你們提出的那個關(guān)于刀具齒頂?shù)膯栴},，按我理解，對齒輪的影響幾乎沒有,，因為沒有意義,，齒輪的根部只要能達(dá)到不干涉，能保證潤滑要求,，能保證漸開線展長,，能保證齒根曲率半徑大，有較好的強度,，就可以了,。

作者: gear_making 時間: 2006-12-15 22:00
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
關(guān)于國內(nèi)外齒輪刀具的知名廠家，以FETTE,、INGERSOLL,、SAACK、GLEASON ,、SU,、LIEBHERR(把勞倫茲收購了）等最為著名，關(guān)于他們刀具設(shè)計,，GLEASON在我們公司是最沒有影響的了,，因為它是美國的廠家，我們把它排在德國和意大利之后,，他們自己也覺得和歐洲的比較,，沒什么優(yōu)勢，不過,，GLEASON把好多齒輪機床廠家都收購了,，還是美國人厲害。

作者: 阿松 時間: 2006-12-16 00:24
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
歡迎并謝謝樓上的加入,！
我認(rèn)同你的一些觀點,，比如根徑的要求。也相信你比我更有實踐經(jīng)驗,。但如果說一把插齒刀可以加工內(nèi)齒和外齒,，那可能只是說可以加工出來，并不能意味著能加工出符合要求的齒輪,。
我看到的一些齒輪刀具圖紙,，所標(biāo)注的齒厚和齒高都以被加工齒輪的分度圓為基準(zhǔn),，這樣正變位和負(fù)變位的齒輪的刀具看上去完全不能通用。但如果齒高標(biāo)注基準(zhǔn)為刀具等齒厚處,，它們的齒頂高和齒根高就相對接近多了,。但這也并不意味著就可以通用，內(nèi)齒和外齒插齒刀,，如果側(cè)刃后角是相同,，齒頂后角就會有很大的差別，直線如此,，如果要求高點,，能如gear_make所說能做成曲線的，那差別就更大了,。

作者: logxing 時間: 2006-12-18 20:57
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
gear_make也是做刀具設(shè)計的啊,。你說的幾個億不太好估算，不知道能不能透漏一下滾刀剃齒刀插齒刀拉刀的月產(chǎn)量,。

關(guān)于插齒刀的幾個問題：
1齒輪的齒根并不一定是圓滑的,。比如有觸角的插齒刀（剃前磨前插齒刀）可能造成齒根與漸開線的接合處不光滑（根切）。對齒根部有要求的用戶的確比較少,，你們是如何解決的呢,。比如用戶要求齒根可以用R2圓弧較好的擬合。

2你說齒輪的根部變淺的問題,，你是通過改變插齒刀的后角來解決的,。不知道你的成本如何。國內(nèi)廠家大都直接做成6度后角,。國外的會擬合一條最適直線（就是我和阿松討論的主題）,，好一點的會做成2段折線的后角,。你們的改變插齒刀的后角是2段的還是連續(xù)改變呢,？

3我和阿松討論的刀具齒頂?shù)膯栴}，目的就是控制根徑公差范圍,。你也是通過改變后角來解決這個問題的,。怎么后面又說“對齒輪的影響幾乎沒有”。

4關(guān)于齒形的倒角,，這一直是個難點,，因為這是和磨齒工序的砂輪有密切關(guān)系的。不知道你們的設(shè)計理論是不是這樣考慮的,。我可以預(yù)估倒角的變化,，但想保證倒角幾乎不變不太容易...

5一直是我最感興趣的，就是當(dāng)今世界一流廠家的設(shè)計理論和方法,。無奈平時實在是沒什么可能接觸到別人的設(shè)計,。gear_make對這塊似乎較熟悉,，詳細(xì)介紹一下阿。比如你認(rèn)為你們的理論夠不夠完美呢,。而世界最強的又是強在哪里呢,？

gear_make是做了兩年刀具設(shè)計，現(xiàn)在還做嗎,？南京高精齒輪集團很重視清華的學(xué)生,，不知道你是不是清華的，呵呵,。你們應(yīng)該是以生產(chǎn)齒輪為主吧,。那么你在公司里做齒輪刀具設(shè)計是基于怎樣的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)呢？是自己生產(chǎn)刀具加工嗎,？還是驗算以及與刀具商溝通呢,？你們的刀具設(shè)計理論有沒有做三維仿真呢？這是我一直想做但不知道什么時候才能做好的事,。我也是做刀具設(shè)計的,，有什么題目的話一起探討一下吧。

作者: gear_making 時間: 2006-12-21 21:48
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
目標(biāo)：最強：我們主要使用留磨滾刀和插齒刀,，很慚愧,，本人作為南高齒下屬一家公司刀具設(shè)計的主管，水平一般,，更不是清華的,。剃齒和拉刀我們暫時不用，因為和汽車等齒輪,，我們量還很小,。
1。針對第一個問題,，由于根切成生的尖角和嚙合產(chǎn)生的尖角理論是沒有聯(lián)系的,，如果要求采用磨前插齒，那是人為控制要求產(chǎn)生空刀槽,，是另外一回事,；單純就嚙合原理來講，不可能產(chǎn)生尖角,。如果要求齒根產(chǎn)生R2圓弧的嚙合,，則需要根據(jù)嚙合原理范算。
2,。如果要控制齒輪根徑,，單純就一件，可以通過插齒刀壓頂?shù)却胧┙鉀Q,，如果是批量產(chǎn)品,，還是采用修改插齒刀后角解決方便,。（如果做成幾段曲線或者線段，是可以的,，但是要刀具生產(chǎn)廠家能夠方便生產(chǎn)才好,，這個方法我沒咨詢過)
3。如果在插齒時考慮倒角,，則刀具必須是專用的,。當(dāng)然，在磨齒時,，通過修改砂輪的形狀,，可以在磨齒時同時達(dá)到倒角的目的。
4,。呵呵,，世界最強的刀具廠家我都接觸過，單純就老外個人來說,，他們都不如我們,，但是，他們是建立在公司技術(shù)基礎(chǔ)上的,，他們有成熟的軟件,，根本不要動腦經(jīng)，按照要求,，輸入?yún)?shù),，就能完成刀具設(shè)計。
5,。我們提出刀具設(shè)計的圖紙,，刀具生產(chǎn)廠家按照我們的要求生產(chǎn)就可以了。
6,。我一直想開發(fā)三維下的刀具設(shè)計軟件,，但是個人時間不允許我有過多的想法，呵呵,，等清華的到我得部門,，我可以讓他們完成,。

作者: gear_making 時間: 2006-12-21 21:53
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
補充3,。關(guān)于“對齒輪的影響幾乎沒有”，我得意思是齒輪根部的曲線形狀是什么不是很重要,，只要保證頂隙,、強度等、圓滑過渡等,。

作者: logxing 時間: 2006-12-21 23:48
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）

1不是很清楚你說的“嚙合產(chǎn)生的尖角”是指什么,。其實根切也可以統(tǒng)一到包絡(luò)線方程,。可以說無論最后齒形以及過渡曲線是什么形狀,，都必然是包絡(luò)線的子集,。但從數(shù)學(xué)上說的如果刀具齒形不光滑，對應(yīng)的包絡(luò)線就會不連續(xù),，就可能會有尖點（和刀具齒形凹凸性有關(guān)）,。比如倒角，觸角根切本質(zhì)都是這樣的,。

2你是說在重磨插齒刀的時候修改插齒刀后角嗎,？如果是這樣這個成本是用戶的。而且會不會出現(xiàn)無法實施的情況呢,？因為我們只能“磨掉東西”而不能“加上東西”,。

3在磨齒時修改砂輪的形狀我們還沒做到。因為成本太大了,。我們一般是使用較小的砂輪來磨齒,，這樣可以比較好的控制倒角的誤差。

4程序越好設(shè)計人員水平越低,，我也有這個感覺,。不知道你能不能搞到老外刀具設(shè)計軟件的截圖啊。僅僅是截圖就足夠了,。

看看南高齒的信息感覺很重視人才,，很有突破，創(chuàng)新的感覺,。還是人重要啊,。要真多來幾個清華的學(xué)生研究一下，設(shè)計能力上的進步速度可能真的是國外大廠的好幾倍,。

作者: 阿松 時間: 2006-12-22 22:57
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
看到樓上熱火朝天,，我也來說一句：
刀具齒頂圓角應(yīng)該設(shè)計的盡量的大，以使齒根強度最大,。前提當(dāng)然是保證足夠的嚙合起始點,。磨前刀具更應(yīng)該做成齒頂全圓弧的了。

作者: gear_making 時間: 2006-12-23 19:40
標(biāo)題: Re: 插齒刀的一些理解（原創(chuàng)+補充）
呵呵,，我已經(jīng)落伍了,，已經(jīng)快一年不自己研究刀具了。但愿我得一些個人表述能給大家一些想法,。
快元旦了,，祝愿中國的齒輪工作者心想事成。

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