插齿刀齿轮刀具设计

    V型及渐开线型粗铣刀，可加工齿轮模数范围，刀片刃口数量2-8个，以更低的成本完成齿轮粗加工。精铣刀，可加工齿轮模数范围，刀片刃口数量2-4个，齿轮加工精度可达DIN9级。展成法加工刀具1.滚刀a.切向布齿滚刀：适用齿轮模数M5-M25,刀具结构简单紧凑，刀具寿命稳定可靠，刀片2-4刃口设计，加工更经济。b.全齿型滚刀：适用齿轮模数M4-M8,2刃口全齿型刀片，刀夹式设计，齿轮精度可达DIN8级；相近模数、多种齿形刀片可以共享同一个刀体，多品种小批量齿轮加工更高效灵活。2.插齿刀a.切向布齿插齿刀：适用齿轮模数M12-M18,针对同一模数多品种小批量齿轮加工，帮助您在传统插齿机上实现高效的齿轮加工。b.全齿型插齿刀：适用齿轮模数M4-M10,花键模数，用作批量齿轮的高效粗加工。c.整硬可换头式插齿刀：适用齿轮模数，高定位精度刀头配合使用可调刀柄，齿轮精度可达DIN7级；无需拆卸刀柄即可完成在线换刀；刀头可重磨，进一步降低刀具成本。高速滚插齿刀具适用齿轮模数，您无需再购买专机来完成含齿轮零件的加工；相比插齿，这种加工方式由于连续切削无空行程而更加高效。蜗杆及压缩机转子加工刀具磨前加工刀具，根据工件尺寸专门设计，刀片安装种类少，使您的库存管理更简单。 齿轮加工大多数采用滚齿、剃齿和热后珩齿工艺，少数企业采用滚齿和热后。插齿刀齿轮刀具设计

由于干式切削在加工进程中不使用切削液，切削进程短少切削液的光滑、冷却、排屑等效果，所以干式切削也可能会形成在加工瞬间产生大量热量（如图2），有可能使刀具磨损加速，使用寿命缩短。因而，干式高速切削对刀具的综合性能提出了更高的要求，其应具有更的强度、冲击韧性、红硬性和耐磨性。未来可应用于干式高速切削的刀具主要有：立方氮化硼刀具（CBN）、聚晶立方氮化硼刀具（PCBN）、聚晶金刚石刀具（PCD）、超细晶粒硬质合金刀具、陶瓷刀具（Al2O3、Si3N4）、金属陶瓷刀具（Cermets）等。整体合金螺伞刀具齿轮刀具批量定制齿轮拉刀常用于大量生产中加工内齿轮。

齿轮滚刀是一种按螺旋齿轮啮合原理加工直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具，这种刀具加工精度高，出产功率也很高，并且使用范围也比较广，齿轮滚刀依照结构分：全体滚刀、镶齿滚刀。齿轮滚刀依照用处分：粗加工滚刀、精加工滚刀。齿轮滚刀依照滚刀切削部分资料分：高速钢滚刀、硬质合金滚刀。齿轮滚刀依照滚刀头数分：单头滚刀、多头滚刀。齿轮滚刀的精度有5个精度等级分别是：3A、2A、A、B、C；对应的被加工齿轮精度也有5个等级，分别是：6、7、8、9、10；在刮前、磨前和剃前滚刀的精度一般为A级和B级。当然除了精度的匹配外还有一些要注意的(1)根据被加工齿轮的精度来挑选。7级精度及以上齿轮主张选用全体式滚刀，其他可以选用刀片式滚刀。(2)根据被加工齿轮的硬度来挑选。假如齿坯硬度>300HBW,主张选用刀片式滚刀。(3)根据齿轮批量和功率来挑选。假如批量大，且有较高的功率要求，则选用刀片式滚刀。

交错式滚插剃（跳牙）:对付小模数齿轮的一个方法是交错式切削，即节距为被加工齿轮的两倍，其他参数不变。对于插刀剃刀相当于隔一个牙缺一个牙。对于滚刀，相当于螺纹每2头缺1头。这是以效率为代价的极限加工。由于各种原因并未推广。但仍不失为特殊情况下的一种思路。零造型误差滚刀：得益于CNC铲磨机和测量仪器的应用和发展，设计者可以进行滚刀的非近似造型，将滚刀设计误差降为零。这在高精度滚刀的应用中，非常有价值。倒角滚刀:发动机启动齿轮（大）和部分倒档齿轮的端面需要切出一个半牙宽的倒角，方便齿轮轴向切入啮合。要切出端面截型为直线，深度够，同时又不干涉的倒角，刀具的设计是重要的。设计者还需要给出安装数据。现行的倒角加工，很少用滚刀。很大一部分原因是刀具设计能力不够。齿条轮齿的加工过程，就是插齿刀作为直齿轮与齿条磨合过程。

齿轮刀具材料选择应考虑的因素1、载荷大小:载荷大小直接决定齿轮承受的接触应力和弯曲应力，提高材料屈服强度和疲劳极限有利于提高齿轮寿命，在没有冲击载荷情况下，低载荷可以选用Q235B或Q345B材料，高载荷可以选用45#、40Cr或40MnB材料。2、冲击载荷:冲击载荷容易造成齿轮受力部位应力集中，使材质组织缺陷和齿轮制造加工缺陷变得更加敏感，以致材料基体组织韧性显得格外重要，低碳合金钢调质后其备优良的强韧性，考虑到齿轮表面高硬度的要求，所以在有冲击载荷。情况下，低碳合金渗碳钢成为优先材料，如20CrMnTi、20CrNiMo等。3、齿轮转速:随着齿轮转速不断提高，齿轮的疲劳失效成为主要矛盾;当齿轮转速大于3000r/min时，人们称之为高速齿轮。根据前人大量的研究成果，低碳合金钢硬度在30-35HRC范围内，材料具有抗疲劳性能，所以为了保证齿轮内部。硬度，应当选择保证淬透性结构，如20CrMnTiH、20CrNiMoH等。4、精密传动:为了保证齿轮传动平稳无噪声，齿轮不但尺寸精度要高，而且尺寸要稳定。淬火+高温回火生成回火索氏体，不但硬度适中便于提高齿轮精工精度，而且回火索氏体组织使得齿轮保持尺寸稳定;但是齿轮表面需要耐磨，要求高硬度，如进行表面淬火或渗碳淬火。齿轮刀具之盘形插齿刀主要用于加工内、外啮合的直齿、斜齿和人字齿轮。镶片式滚刀齿轮刀具批量定制

阿基米德蜗杆的螺旋齿侧面是阿基米德螺旋面。通过蜗杆轴线剖面与阿基米德蜗螺旋面的交线是直线。插齿刀齿轮刀具设计

    插齿刀齿数与齿轮齿数的关系1、齿数z：一个齿轮的轮齿总数。2、模数m：齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。即：m=p/π3、分度圆直径d：齿轮的轮齿尺寸均以此圆为基准而加以确定，d=mz4、齿顶圆直径da和齿根圆直径df：由齿顶高、齿根高计算公式可以推出齿顶圆直径和齿根圆直径的计算公式：da=d+2hadf=d-2hf=mz+2m=mz-2×(z+2)=m()1、模数z:齿轮的分度圆是设计、计算齿轮各部分尺寸的基准,而齿轮分度圆的周长=πd=zp,于是得分度圆的直径d=zp/π由于在上式中π为一无理数,不便于作为基准的分度圆的定位.为了便于计算,制造和检验,现将比值p/π人为地规定为一些简单的数值,并把这个比值叫做模数(module),以m表示,即令其单位为mm.于是得:模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数.齿数相同的齿轮模数大,则其尺寸也大.为了便于制造,检验和互换使用,齿轮的模数值已经标准化了.2、分度圆直径d：在齿轮计算中必须规定一个圆作为尺寸计算的基准圆，定义：直径为模数乘以齿数的乘积的圆。实际在齿轮中并不存在，只是一个定义上的圆。其直径和半径分别用d和r表示，值只和模数和齿数的乘积有关。 插齿刀齿轮刀具设计

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