滚齿机的运动分析及滚刀安装角调整方法口诀的应用

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工具技术

滚齿机的运动分析及滚刀安装角调整方法口诀的应用

邓生明 罗魁元

湖南大学衡阳分校

在齿轮加工中,工艺人员及操作者除了掌握必要的齿轮参数的理论计算和刀具知识外,还应正确判别滚齿机各传动链的运动方向以及滚刀安装角D的调整方向,才能操作好滚齿机,加工出所需的齿轮。

以使用频率较多的Y3150E滚齿机为例,在加工斜齿轮时,滚刀架上的滚刀相对于工作台上的工件运动,这时需对四条传动链的运动方向进行分析,滚刀主运动传动链B12工作台上工件的附加运动传动链B22,以及滚刀相对于工件的轴向进给运动传动链A21

[1]

式中 T分)))滚刀刀齿沿轴向的分速度

T滚)))滚刀刀齿在B11旋转时的切向线速度

X)))滚刀的螺旋升角

从俯视图上看工件,工件要按啮合原理进行分度运动,就必须有一个逆时针旋转与之配合的切向速度Tc分=T分=T滚tanX(见图1a);而当滚刀是左旋时,分布在左螺旋线刀齿有一个依次从左端向右端的分速度,因此工件必须是顺时针旋转的分度运动。

为了帮助记忆,我们用/右逆左顺0四个字来表示,即采用右旋滚刀,工件的范成链B12逆时针转动;用左旋滚刀时,工件的范成链B12顺时针转动。(2)/右逆左顺0在附加运动传动链B22上的分析应用

由于工件为斜齿轮,工作台上的工件除了必须完成B12范成运动外,还有一个绕自身轴线转动的附加运动传动链B22,以完成自身齿纹斜线的需要,见图2。

。在四条传动链的运动方向中,主传动

链B11始终不变,轴向进给运动传动链A12一般采用从工件上平面进行逆向铣滚齿的方法最多,故A21的方向一般也是不变的;对于范成运动传动链B12的运动方向以及附加运动传动链B22的运动方向需根据具体参加滚切的滚刀和工件的螺旋方向来决定,这里应用/右逆左顺0的口诀来分析其运动方向。

(1)/右逆左顺0在范成运动传动链B12上的分析应用

范成运动B12是滚切齿轮的分度运动(即啮合运动),其运动B12的转动方向由滚刀的螺旋方向决定,见图1。

图2 附加运动传动链的运动示意图

在图2a中,当工件是右螺旋斜齿轮时,若滚刀

(a)右旋滚刀的范成方向 (b)左旋滚刀的范成方向

由刀架带动垂直向下运动A21而移动一段距离ab,即由a点下降到b点,此时工件的等高斜线上的b点必须逆时针转动,即逆时针转动一个bcb的弧度数才能切出工件的右螺旋齿线;而当工件是左螺旋齿线时,工件必须顺时针转动bcb弧度数,才能切出工件的左螺纹齿线(见图2b)。

冶炼的高速钢材气体含量最低,中频直铸高速钢气体含量最高;电弧炉冶炼钢材气体含量低于中频炉+电渣重熔冶炼的钢材。

第一作者:宋学全,哈尔滨第一工具有限公司热工处,150020哈尔滨道外区南马路117号

图1 范成运动传动链的运动示意图

当滚刀是右旋时,滚刀在主运动传动链B11旋转中,其分布在右螺旋线上的刀齿就有一个依次从右端向左端的分速度T分,有

T分=T滚tanX

高,热处理变形及开裂敏感性降低。

(2)中频+电渣重熔高速钢刀具在铣磨加工中易出现暗黑断口及掉渣现象,影响刀具耐用度及寿命。

、N,

2004年第38卷l10

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情况下我们仍然可用/左逆右顺0四个字概括,它们的新含义为:从操作者面对滚刀的方向来看,当加工齿轮是右旋齿轮时,滚刀轴线将绕着工件轴线的投影交点逆时针转动D安装角;当为左旋齿轮时,滚刀轴线将顺时针转动D安装角。例如:用X=2b的右旋滚刀加工B=15b的左旋齿轮,计算D值用/异加0方法D=15+2=17b。D的调整方向因与左旋齿轮方向有关,故采用/左顺0方法,即将滚刀轴线由水平位置顺时针转动17b,与图3C类似。

当B=0b加工直齿轮时,D的大小就由滚刀的螺旋升角X来决定,有D=?X,D的调整方向由滚刀的旋向决定。用左旋滚刀时,D调整将逆时针偏转;当用右旋滚刀时,D调整将顺时针偏转,情况与前面不同,不再适用于/右逆左顺0的口诀了。

在实际设计和生产中,很少出现B<X的现象。为了提高齿轮加工精度,均常采用螺旋升角较小的单头大直径滚刀(X常取1b~2b),这样就不必详细说明B<X的特殊情况,可以只讨论B=0b的直齿轮加工的特殊情况。

从滚齿机的三个传动链B11,B12,B22的运动方向的判别可知,只要掌握好含义,都可以用/右逆左顺0口诀来指导生产,除特殊情况外,滚刀的安装角D也可以用/右逆左顺0口诀指导操作。

/右逆左顺0是自然界中一个常见规律。为了防止记错,我们可以用人体的手摆向来帮助记忆,即从人的头顶俯视人的双手,人的右手逆时针摆动顺手,而人的左手则顺时针摆动顺手。我们曾用该方法现场指导操作者,多次收到满意的效果。

为了方便记忆,我们同样用/右逆左顺0四字概括。但它的含义是:在加工右旋斜齿轮时,工件的附加运动传动链B22应和工件逆时针转动;加工左旋斜齿轮,B22应和工件顺时针转动。

(3)/右逆左顺0在滚刀主运动链B11的分析应用

众所周知,不论逆铣或顺铣何种齿轮,滚刀旋转的切向方向速度始终指向工作台,似乎没有什么分析运动方向的必要。但如果从操作者观察滚刀转动的角度出发,它仍然符合/右逆左顺0的口诀。其滚刀主运动传动链B11转动含义为:当操作者从左手一端去观察滚刀端面时,滚刀的B11旋转为顺时针转动,二者是从同一个方向转动,B11的方向仍然可以浓缩为/右逆左顺0四个字(见图2)。

(4)/左逆右顺0在滚刀安装角D调整方向的分析应用

在加工前,必须保证滚刀的齿纹方向与工件上齿轮端齿槽的方向一致,而且对中好,这是加工齿轮的关键。为此,必须将滚刀轴线相对于工件齿轮顶面偏转一定的角度进行安装,该偏转角称之为滚刀的安装角,用D表示。

由于D的大小和方向不仅与滚刀的螺旋升角X有关,而且还与工件的螺旋角B有关,这样就给实际操作调整带来了一些不便(见图3)

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中国成为世界第二大包装机械进口国

近年来我国每年引进的包装食品机械近20亿美元,这预示着我国包装机械的第二次进口高潮到来,已跃升为世界上第二大包装机械进口国。

我国现有2万多个包装行业公司、200万从业员工每年承担数万亿元国内商品和上千亿美元出口商品的包装任务。1998年包装总产值达217亿美元,比80年代增长了25倍,平均每年增长20%。

我国目前存在的行业差距主要包括:大多数企业规模

图3

小、不能形成包装行业的规模经济;低档产品居多,无法满足包装高档产品及出口商品的需求;仅25%的企业更新换代得到技术引进和改造,75%还处于落后的手工和半机械化加工,亟须引进国外先进技术设备。

鉴于国内企业只能制造落后的初级机械产品,进口国外的先进生产线与技术设备的需求猛增,同时80年代第一个进口高潮所引进的设备大多已设备陈旧,需要更新换代,近从图3可知,安装角D=BXX。当滚刀与工件的螺旋方向相反时计算值取/+0号,相同时取/-0号,因此可用/同减异加0四字概括,它与电荷中的/异性相吸,同性相斥0道理一样。

D,