齿轮滚刀刀具简介
齿轮滚刀使用及检验标准
齿轮滚刀（直槽）使用及检验标准一、齿轮滚刀使用标准 1、滚刀的轴向窜刀滚刀使用过程中，除进行正确的安装、调整外，还应进行轴向窜动，以延长滚刀的使用寿命。
1.1滚刀的起始安装位置如图1-1 滚刀切削区域向齿轮端面的投影图，滚刀实际切削区域长度=切出长度（l 0）+切入部分（l ）。
图1-1滚刀切削区域向齿轮端面的投影图切出长度l 0=0*cos tan 0*cos ha βαδ式中0ha ——滚刀的齿顶高； β——被切齿轮的螺旋角； 0α——滚刀刀齿的齿形角； δ——滚刀的安装角。
切入长度l =(2*11)*1cos ra h h δ式中1ra ——被切齿轮齿顶圆半径； 1h ——滚齿时的切入深度； δ——滚刀的安装角。
安装滚刀的初始位置时，应使展成中心位于距切入端端面为l 的位置上，检验计算展成中心与切出端端面距离不小于l 0。
1.2 轴向窜刀的方向滚刀的轴向窜刀，通常应在与被加工齿轮旋转方向相反的方向上进行，如图1-2轴向窜刀的方向。
图1-2 轴向窜刀的方向1.3 轴向窜刀的窜刀量直槽滚刀的窜刀量S 可用下式确定： S=*d*cos dnm c Z πγ式中n ——滚刀头数； m ——滚刀模数；Zd——滚刀圆周齿数；γ——滚刀螺旋升角；dc——（确定窜刀量大小的系数，为4、5、6、7、8、9等整数值）。
推荐轴向窜刀的窜刀量S等于滚刀的轴向齿距Px。
1.4轴向窜刀的时机滚刀轴向窜刀的时机推荐为后刀面磨损约为磨钝标准的25%~30%时，即进行窜刀（单工步未加工完除外）。
在不同的切削条件下，滚刀窜刀量和窜刀时间间隔的最佳数值还要根据实际磨损情况，试验分析后确定。
1.5轴向窜刀的方法我车间滚齿机的轴向窜刀需靠手动完成，基本方法有两种，推荐方法为方法一。
方法一：按照确定窜刀量的各种倍数值，制作垫刀垫圈，通过变换滚刀心轴上垫圈的厚度，使滚刀沿其轴线移动，以改变滚刀对被加工齿轮轴线的位置。
方法二：切削一定数量的齿轮后，将分齿挂轮脱开，并转动滚刀，以达到轴向窜刀的目的。
滚齿加工工作原理
图8-69a为滚齿加工的工作原理。
滚齿时切削齿坯的刀具为滚刀，由于滚刀的螺旋升角较大，所以外形象一个蜗杆，滚刀在垂直于螺旋槽方向开槽，形成若干切削刃，其法向剖面具有齿条形状。
因此当滚刀连续旋转时，刀齿可视为一个无限长的齿条的移动，如图8-69b。
同时刀齿由上而下的进行切削，保持齿条（滚刀）和齿坯之间的啮合关系，滚刀就可在齿坯上加工出渐开线齿形，图8-69c。
滚齿加工的精度一般为8～7级，表面粗糙度Ra为3.2～1.6μm。
滚齿加工是在滚齿机上进行的，图8-70为滚齿机外形图。
滚刀安装在刀架上的滚刀杆上，刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。
工件则安装在心轴上。
滚齿时滚齿机必须有以下几个运动：1．切削运动（主运动）即滚刀的旋转运动，其切削速度由变速齿轮的传动比决定。
2．分齿运动即工件的旋转运动，其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。
其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。
对于单线滚刀，当滚刀每转一转时，齿坯需转过一个齿的分度角度，即1/z转（z为被加工齿轮的齿数）。
3．垂直进给运动即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动，这是保证切出整个齿宽所必须的运动，由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。
在滚齿时，必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致，然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上，刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。
所以，必须把刀架扳转一个角度使之与齿轮的齿向协调。
滚切直齿轮时，扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。
滚切斜齿轮时，还要根据斜齿轮的螺旋方向，以及螺旋角的大小来决定扳转角度的大小及扳转方向。
齿轮滚刀是一种专用刀具，每把滚刀可以加工模数相同而齿数不等的各种大小不同的直齿或斜齿渐开线外圆柱齿轮。
在滚齿机上除加工直齿、斜齿外圆柱齿轮外，也可以加工蜗轮、链轮。
但不能加工内齿轮。
对于加工双联齿轮和三联齿轮它也受到许多限制。
滚刀设计
' 2
hf sin α cos α
+ ha tan α
由于L2>L2'，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为： 由于 ，所以满足上述两个要求的滚刀最小长度为：
L = L1 + L2
复杂刀具设计
计算得到的滚刀长度，还要进行修正： 计算得到的滚刀长度，还要进行修正： （1）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的，所以边缘上的几 ）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的， 个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削， 个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削，就应该把滚 刀长度加长些。 刀长度加长些。 （2）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度， ）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度， 滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了， 滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了，因而滚刀长度必须相应的 增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过6˚~7˚，这一项修正 增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过 ， 的影响不超过0.6%，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时，如 的影响不超过 ，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时， 果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度， 果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度， 或在滚刀上作出切削锥部。 或在滚刀上作出切削锥部。 （3）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准，为了便 ）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准， 于测量，单边轴台长度应不小于4~6mm。 于测量，单边轴台长度应不小于 。 （4）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀，滚刀可沿轴 ）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀， 向窜刀，以增加每次重磨间的寿命， 向窜刀，以增加每次重磨间的寿命，所以计算滚刀的长度时还 应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为2~3个。 应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为 个
蜗轮、齿轮刀具的选用
蜗轮刀具的类型和用途蜗轮刀具加工蜗轮时的啮合状态如同蜗杆与蜗轮装配时啮合状态一样，蜗轮刀具的基本参数应与相应蜗杆一致。
蜗轮刀具有蜗轮滚刀、蜗轮飞刀和蜗轮剃齿刀。
蜗轮滚刀是按展成法原理加工蜗轮的一种常用刀具。
蜗轮飞刀是装在刀杆上的一把切刀，相当于蜗轮滚刀的一个刀齿，虽然加工时效率较低，但结构简单，成本低，在蜗轮的单件小批生产（特别是大模数蜗轮加工）中经常使用。
蜗轮剃齿刀用于加工高精度的蜗轮，即用滚刀加工以后，用蜗轮剃齿刀进行最后精加工。
蜗轮滚刀一.蜗轮滚刀加工：在滚齿机上用蜗轮滚刀加工蜗轮与用齿轮滚刀加工齿轮有很多相似的地方，但也有不同之处，下面我们来进行比较下1.滚刀参数蜗轮加工：滚刀轴向模数、分度圆直径、滚刀头数、方向和导程角，以及齿形角，均应和工作蜗杆一致，但外径要比工作蜗杆稍大一些；齿轮加工：滚刀法向模数、齿形角和被加工齿轮一致，其他参数如径、滚刀头数、方向和导程角可按要求选择；2.滚刀使用条件蜗轮加工：蜗轮滚刀水平放置，其轴线应在蜗轮中心平面内，即和蜗轮蜗杆传动啮合状态一样，加工每一个蜗轮要用与工作蜗杆相适应的滚刀；齿轮加工：滚刀刀架要根据加工需要扳动角度。
用同一把滚刀可以加工模数和齿形角相同而齿数和螺旋角不同的各种齿轮；3.滚刀基本蜗杆度运动蜗轮加工：滚刀基本蜗杆形式应与工作蜗杆形式相同；齿轮加工：可采用阿基米德型、渐开线型或法向直齿廓型的基本蜗杆；4.机床分度运动蜗轮加工：分度运动应笨合蜗轮蜗杆传动速比关系，滚刀头数与工作蜗杆头数相同；齿轮加工：分度运动的传动比与蜗轮加工无区别，滚刀头数与被加工齿轮无直接关系；5.进给方式蜗轮加工：加工蜗轮时，采用径向进给或切向进给方式、不采用轴向进给；齿轮加工：加工时常用轴向进给方式，也可采用径向进给或切向进给方式。
径向进给法加工蜗轮：加工时蜗轮滚刀和蜗轮的中心距逐渐缩小，滚刀沿蜗轮径向进刀，从蜗轮的齿顶逐渐切至全齿深。
加工时最好采用螺旋角不大于6°的滚刀，以免产生过切现象；切向进给法加工蜗轮：滚刀为锥形切向进给滚刀，加工时将滚刀轴线与蜗轮轴线的位置调整到和工作蜗杆的中心距位置的一样。
滚刀设计PPT幻灯片课件
齿轮坯是在齿轮坯的上端面外圆E点处，则这一边的最小长度
为：
L1 (2ra h)h s0
L1是随着齿轮坯的齿顶圆半径ra增大而增大的
复杂刀具设计
为了满足第二个要求，在齿轮坯转入和转出的每边，滚刀应产 生足够的包络齿形的作用。在转入的一边，滚刀其包络作用的 长度已包括在L1之内，可以只考虑在转出的一边滚刀其包络作 用的长度L2，并考虑最后一个刀齿的最小厚度。则有：
复杂刀具设计
滚刀的基本蜗杆（产形蜗杆）：切削刃所在的蜗杆。
复杂刀具设计
1. 理论基本蜗杆：渐开线基本蜗杆 基本蜗杆的螺纹表面若为渐开螺旋面(端面为渐开线)， 则称为渐开线基本蜗杆，相应的滚刀称为渐开线滚刀。
用渐开线齿轮滚刀可以切出理论上完全正确的渐开线齿形。 但是，由于制造困难，生产中用得很少。
复杂刀具设计
减小直径的弊处：将引起滚刀螺旋升角增大，这就会导致滚刀 的造形误差变大，精度下降。
2. 滚刀的长度
滚刀的最小长度应满足三个要求： (1) 滚刀端头的刀齿载荷不应过重； (2) 滚刀能完整地包络出被加工齿轮的全部齿形； (3) 滚刀应有充分的“窜刀”长度
复杂刀具设计
为满足第一个要求，在齿轮坯转入的一边，应使滚刀开始碰到
三、齿轮滚刀的造形（齿形）误差
复杂刀具设计
齿形误差产生的原因：由于基本蜗杆为阿基米德蜗杆，而不 是渐开线蜗杆引起的。
齿轮滚刀的齿形误差是在理论渐开线基本蜗杆基圆柱的切平 面内度量的。
轴向齿形 1表示阿基米德齿形，2表示渐开线齿形
法向齿形 Ⅰ表示渐开线齿形，Ⅱ表示阿基米德齿形
当滚刀前角γ p＝0° 时，齿形误差大小随 螺旋升角λ 0的增大而 增大。
2) 滚刀的安装
复杂刀具设计
双切齿轮滚刀结构设计与三维精确建模
Ｃ Ｕ Ｔ Ｔ Ｉ Ｎ ＧＴ Ｏ ＯＬ Ｓ
栏 目主持 ：黄 英
双切齿轮滚刀结构设计与三维精确建模
黼 汉 江工具有 限责任公 司 （ 陕西 ７ ２ ３ ０ ０ ２ ） 郑潘妥 何 猛
摘要 ：本 文介 绍 了双 切 齿轮 滚 刀结构 的特 点 和 设 计方 法 ， 阐述 了运 用Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗｏ ｒ ｋ ｓ 软 件对 双 切 齿轮 滚 刀进 行精 确 建模 的方 法和
、
１ ． 双切齿轮滚刀的结构设计
（ １ ） 双 切 齿 轮 滚 刀 的 结 构
特 点 。双 切 齿 轮 滚 刀的 实 物 如 图 １
所 示 ，从 图 中 可 知 双 切 齿 轮 滚 刀
图
２
与 普 通 齿 轮 滚 刀相 比 ，其 齿 背 较
宽 ，容 屑 槽 也 较 窄 ，且 在 齿 背上
双 切 齿 轮 滚 刀 主 切 削 刃 的 容 屑槽 比 普 通 滚 刀小 得 多 ，并 且
及Ｄ的各 尺 寸 如 图２ 所示 ，
增 加 了一 排 较 矮 的 切 削 齿 ，称 之 为 副 切 削 齿 ，一 般 副 切 削 齿 的全
／ Ｄ 应 大于 ０ ． ２ 。 刀齿 强度 采 用 齿
副 切 削 齿 大于 ０ ． ７ 。主 、副 切 削 齿 的 容 屑 槽 深 为 刃 部 齿 高 加 上 铲 背 值。 设 计 槽 形 角 时 既 要 考 虑 滚 刀 的 寿 命 ， 又 要 保 证 排 屑 的 顺 畅 ，主 切 削 齿 的 容 屑槽 深 ，槽 形 角 小 ，副 齿 的 容 屑 槽 浅 ，槽 形 角 大 ，通 常 以 刀齿 的 顶 宽 宽 度 和 容 屑 槽 张 口宽 度 的 比Ｂ ， ／ Ｂ ： 来 选 择 槽
滚齿工基本常识
滚齿工基本常识滚齿机滚齿时滚刀安装角度与滚刀工件螺旋角的关系！滚刀的安装角度和两个角度有关，一个是工件的螺旋角，一个是滚刀自己的螺旋角。
滚刀的安装角度＝工件的螺旋角＋（－）滚刀的螺旋角＋或者－的选择要看工件的螺旋方向和滚刀的螺旋方向是否一致，同向减，异向加。
齿轮滚齿滚刀都是右旋的吗?不是的，齿轮滚刀的选向常选择右旋，但是对于一些特殊零件是不适合的，主要是在滚齿加工时候，如果被加工零件的螺旋角很大，刀轴能够调整的角度是有限的，并且在比较大的情况下加工出的齿形会有影响。
一般刀轴调整角度与零件螺旋角和滚刀螺旋角有关系，如果旋向相同则相减，否则相加。
因此可以想象在加工左旋的大螺旋角零件的时候最好用左旋刀，用右旋刀会使刀轴调整角度更大。
所以滚刀不一定是右旋，左旋的也有，依据零件不同来选择。
滚齿与擦齿的区别各适用于那些方面擦齿----从理论和实验2个方面,对复杂润滑状态下齿面摩擦因数的计算方法作了深入的系统研究.基于弹流润滑理论,综合研究了啮合周期内交变出现的完全弹流、混合润滑和边界润滑状态下齿面摩擦因数计算方法及其应用条件等.从齿面摩擦特性试验角度,对基于啮合点曲率半径等效原理的模拟试件和基于功率损失同摩擦功耗等效原理的试验齿轮的摩擦因数计算方法从实验原理、实验条件及结论进行了比较分析.指出了齿面摩擦因数动测实验的优越性;并补充了线外啮合冲击摩擦模型及其摩擦因数的计算方法.含系统误差与综合变形齿轮副在复杂润滑状态下的齿面摩擦因数的计算方法体系的完整构建,对全面地认识齿面摩擦规律,对齿轮失效、减摩降噪等研究具有积极的意义.什么是滚齿加工滚齿加工方法是属于展成法加工齿形。
滚齿是利用齿轮齿条啮合原理来加工的，所以每一种齿轮需要一种滚刀。
成型法就是用形状与齿轮齿槽相同或相近的成型铣刀加工出齿轮齿形的方法。
这种方法中每一把成形铣刀可以铣削一定齿数范围内的齿轮。
展成法是利用齿轮刀具与齿坯之间保持强制啮合运动关系而切削出齿轮齿形的方法。
刀具种类
粗磨用粗粒度，精磨用细粒度 ；当工件材料软，塑性大，
磨削 面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。
（三）结合剂
1.陶瓷结合剂（V）化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉， 占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜 高速，线速度一般为35m/s。 2.树脂结合剂（B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或 切槽切断等工作，但耐腐蚀耐热性差 (300℃)，自锐性好。 3.橡胶结合剂（R）强度高弹性好，耐冲击，适于抛光轮、 导轮及薄片砂轮，但耐腐蚀耐热性差 (200℃)，自锐性好。 4.金属结合剂（M）青铜、镍等，强度韧性高，成形性好， 但自锐性差，适于金刚石、立方氮化 硼砂轮。
修磨刃带
为了减小棱边与孔壁 的摩擦，减小钻头磨 损，对于直径较大的 钻头 ，可磨出副后 角6°～ 8° 并留下宽度为 0.1 ～ 0.2mm 的窄 棱边。
1.4
铰刀
1.4.1铰刀的种类和用途
1.4.2 铰刀的结构
• 铰刀特点： 铰刀无横刃,刀齿较多，一般有6～12个齿，每个刀齿上所受的径向 切削分力比较均匀, 铰孔余量小，容积空间不深。 铰刀芯部直径较粗， 刚性好，因此，铰削时工作平稳，铰孔质量好。
1.5 铣刀
铣刀旋转为主运动，工件或铣刀的移动为进给运动。 可加工平面、台阶面、沟槽、成形面等，多刃切削效率高
1.5.1 铣刀的分类
（1）圆
单面刃、双面刃、三 面刃、错齿三面刃
（4）锯片铣刀
（5）立铣刀 （6）键槽铣刀 （7）角度铣刀 （8）成形铣刀
1.5.2 铣削方式
（四）硬度
指砂轮工作时在磨削力作用下磨粒脱落的难易程度。 取决于结合剂的结合能力及所占比例，与磨料硬度无关。
硬度高，磨料不易脱落；硬度低，自锐性好。
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齿轮滚刀刀具简介
（一）齿轮滚刀的形成
齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮，如图9－24所示。
齿轮滚刀是一个螺旋角β0很大而螺纹头数很少（1～3个齿），齿很长，并能绕滚刀分度圆柱很多圈的螺旋齿轮，这样就象螺旋升角γz很小的蜗杆了。
为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角；经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角，如图9－25所示。
（二）齿轮滚刀的基本蜗杆
齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表
面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。
基本蜗杆有以下三种:
1．渐开线蜗杆渐开线蜗杆的螺纹齿侧面是渐开螺旋面，在与基圆柱相切的任意平面和渐开螺旋面的交线是一条直线，其端剖面是渐开线。
渐开线蜗杆轴向剖面与渐开螺旋面的交线是曲线。
用这种基本螺杆制造的滚刀，没有齿形设计误差，切削的齿轮精度高。
然而制造滚刀困难。
2．阿基米德蜗杆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，其它剖面都是曲线，其端剖面是阿基米德螺旋线。
用这种基本蜗杆制成的滚刀，制造与检验滚刀齿形均比渐开线蜗杆简单和方便。
但有微量的齿形误差。
不过这种误差是在允许的范围之内，为此，生产中大多数精加工滚刀的基本蜗杆均用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。
3．法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆法剖面内的齿形是直线，端剖面为延长渐开线。
用这种基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆作
滚刀，其齿形设计误差大，故一般作为大模数、多头和粗加工滚刀用。
（三）滚刀的齿形误差
用阿基米德蜗杆代替渐开线基本蜗杆作滚刀，切制的齿轮齿形存在着一定误差，这种误差称为齿形误差。
由基本蜗杆的性质可知，渐开线基本蜗杆轴向剖面是曲线齿形，而阿基米德基本蜗杆轴向剖面是直线齿形。
为了减少造型误差，应使基本蜗杆的轴向剖面直线齿形与渐开线基本蜗杆轴向剖面的理论齿形在分度圆处相切。
阿基米德滚刀基本蜗杆轴向剖面齿形角αx0，应等于渐开线蜗杆轴向剖面齿形的分度圆压力角，如图9－26所示。
由斜齿轮法向剖面与轴向剖面齿形角换算关系可得
αx0＝αn/cosγz
式中αx0－轴向剖面齿形角
αn－渐开线蜗杆法向剖面分度圆压力角；
γz－滚刀基本蜗杆分度圆上螺旋升角。
由图9－27可知，造型误差随着螺旋升角γz 的减小而减小。
此外造型误差还随着滚刀分度圆直径的增加以及滚刀头数的减少而减小。
一般造型误差的误差值很小，不会影响滚齿的加工精度。
例如m=15mm的零前角齿轮滚刀，当γz＝3°时，造型误差约为7μm，而且误差方向是正，会使被切齿轮的齿顶和齿根多切去一些，相当于对齿轮起了修缘的作用，如图9－26所示。
四、齿轮滚刀的合理使用
1.合理使用
按国家标准《高精度齿轮滚刀通用技术条件》的规定，Ⅰ型适用于JB3327－83规定的AAA级滚刀、GB6084－85规定的AA级滚刀；Ⅱ型适用于GB6084－85所规定的AA、
A、B、C级四种精度的滚刀。
一般情况下，AA级滚刀可加工6～7级齿轮，A 级可加工7～8级齿轮，B级可加工8～9级齿轮，C 级可加工9～10齿轮。
2.正确安装
滚刀安装在滚齿机的心轴上，需要用千分表检验滚刀两端凸台的径向圆跳动不大于0.005 mm。
如图9－28所示。
3.适时窜位
滚刀在滚切齿轮时，通常情况下只有中间几个刀齿切削工件，因此这几个刀齿容易磨损。
为使各刀齿磨损均匀，延长滚刀耐用度，可采取当滚刀切削一定数量的齿轮后，用手动或机动方法沿滚刀轴线移动一个或几个齿距，以提高滚刀寿命。
4.及时重磨
滚齿时，当发现齿面粗糙度大于
Ra3.2μm以上，或有光斑、声音不正常，或在精切齿时滚刀刀齿后刀面磨损超过0.2～。