螺旋錐齒輪的制造工藝不同于其他產(chǎn)品,其復(fù)雜程度非外人不可想象。螺旋錐齒輪在長(zhǎng)期的發(fā)展過(guò)程中,形成了兩種不同的齒制:格里森齒制漸縮齒和克林貝格等高齒。這兩種齒制的刀具,存在較大差異。
銑齒加工一般用于加工直齒或螺旋齒錐齒輪,其加工效率高,多使用專(zhuān)用銑齒機(jī)床進(jìn)行加工。刀盤(pán)的發(fā)展經(jīng)歷了由復(fù)雜到簡(jiǎn)單、由濕切到干切的發(fā)展階段,且加工效率逐漸提升。目前所使用的刀具主要為盤(pán)形銑齒刀,本節(jié)主要介紹格里森和奧利康螺旋錐齒輪用銑齒刀。前幾篇相關(guān)公眾號(hào)有更詳細(xì)的介紹,因此,本篇以基礎(chǔ)介紹為主。
一、格里森銑刀盤(pán)的類(lèi)型
為了切削各種尺寸范圍的弧齒錐齒輪,需用的銑刀盤(pán)名義直徑為1/2"至 18"等 10 多種不同規(guī)格。
小于 2"的銑刀盤(pán)尺寸較小,刀體個(gè)刀頭都做成整體的,直徑不能調(diào)節(jié),通常叫做整體刀盤(pán)。
大于 2"的銑刀盤(pán)的刀頭是鑲嵌在刀體上的,直徑可以調(diào)節(jié),通常叫做鑲齒銑刀盤(pán)。
此外,根據(jù)銑刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)方向、切削方法和加工特征等可以把銑刀盤(pán)分成以下幾種類(lèi)型:
1.左旋刀盤(pán)和右旋刀盤(pán)
從刀盤(pán)的前面看,如果旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針的刀盤(pán)為左旋刀盤(pán);如果旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針的為右旋刀盤(pán)。
2.單面刀盤(pán)和雙面刀盤(pán)
如果刀盤(pán)上所裝的刀片全部是外切刀片或者是內(nèi)切刀片,就叫做單面刀盤(pán)。前者叫做單面外切刀盤(pán),用于切削齒槽的凹面;后者叫做單面內(nèi)切刀盤(pán),用于切削齒槽的凸面。
如果刀盤(pán)上既裝有外切刀片,又裝有內(nèi)切刀片,就叫做雙面刀盤(pán) , 它同時(shí)切削齒槽的兩側(cè)表面。
3.粗切刀盤(pán)和精切刀盤(pán)
為了適應(yīng)齒槽粗切和精切的不同要求,粗切刀盤(pán)和精切刀盤(pán)在結(jié)構(gòu)上各有不同的特點(diǎn)。粗切刀盤(pán)體后端裝有支撐圈,以支承刀片尾部,精切刀盤(pán)的刀片作有支撐臺(tái),靠在刀盤(pán)體前端面上。
4.圓拉刀盤(pán)
圓拉刀盤(pán)也是雙面的,是專(zhuān)門(mén)按半滾切法精加工大輪的新型銑刀盤(pán)。
二、格里森銑刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)和各部分名稱(chēng)
1.小直徑銑刀盤(pán)
公稱(chēng)直徑 在 1/2"到 2"范圍內(nèi)的四種銑刀盤(pán),稱(chēng)為小直徑銑刀盤(pán)。由于其直徑較小,所以可用高速鋼制成整體的;也可將高速鋼刀片與其它工具鋼的盤(pán)體對(duì)焊在一起后加工成銑刀盤(pán)。小直徑銑刀盤(pán)一般做成雙面的,按雙重雙面法加工。
2.大直徑精切銑刀盤(pán)
公稱(chēng)直徑D0 等于和大于3.5英寸的銑刀盤(pán),稱(chēng)為大直徑銑刀盤(pán) 。由于精切時(shí)一般頂刃不參加切削,因而減少了刀盤(pán)軸向切削分力,所以精切刀盤(pán)沒(méi)有支承圈,而在刀片后部作一支承臺(tái),緊靠在盤(pán)體前端面上。
右旋雙面精切刀盤(pán)
大直徑銑刀盤(pán)有雙面的和單面的兩種。雙面刀盤(pán)上外切刀片和內(nèi)切刀片相間排列。單面刀盤(pán)上只裝有一種刀片,即內(nèi)切刀片或外切刀片。
在雙面精切刀盤(pán)上,有兩個(gè)基準(zhǔn)刀片,即基準(zhǔn)外切刀片和基準(zhǔn)內(nèi)切刀片。在單面精切刀盤(pán)上,只有一個(gè)基準(zhǔn)刀片,即基準(zhǔn)外切刀片或基準(zhǔn)內(nèi)切刀片?;鶞?zhǔn)刀片是固定的,不能調(diào)整,它是其余同名刀片的調(diào)整基準(zhǔn)。
在刀片和刀盤(pán)體之間裝有平墊片和楔片。變換平墊片的厚度,可以改變刀尖直徑。通過(guò)擰動(dòng)調(diào)整螺釘,調(diào)整楔片的上下移動(dòng),使刀片在徑向位置得到精確的細(xì)微調(diào)整,以保證與基準(zhǔn)刀片切削刃的位置在徑向一致。
3.大直徑粗切銑刀盤(pán)
粗切刀盤(pán)用于在輪坯上粗開(kāi)齒槽,所以粗切刀盤(pán)沒(méi)有單面的。 粗切齒時(shí),不僅刀片側(cè)刃參加切削,同時(shí)頂刃也參加切削,沿刀盤(pán)軸向的切削分力相當(dāng)大,所以粗切刀盤(pán)上裝有支撐圈,以承受該項(xiàng)分力。
雙面粗切刀盤(pán)
一般齒輪尺寸越大,模數(shù)也越大,所需的刀盤(pán)直徑也越大,因而切削力也要大。為此粗切刀盤(pán)的規(guī)格一般在 6 英寸以上。
為了增強(qiáng)刀具的剛性,粗切刀盤(pán)無(wú)調(diào)整螺釘和楔片。這樣也就允許比相同直徑的精切刀盤(pán)多裝刀片,從而可以減少每把刀片的負(fù)荷, 也可以增大切削進(jìn)給。
當(dāng)采用切入法粗切齒時(shí),刀片頂刃受到很大抗力,刀尖磨損較快 。為了提高刀具的使用壽命和粗切的生產(chǎn)率,也有在粗切刀盤(pán)上裝置三種刀片的,即內(nèi)刀片、外刀片和中間刀片,分別擔(dān)負(fù)齒槽的凸面、凹面和槽底的加工。這種刀盤(pán)稱(chēng)為三面粗刀盤(pán)。
三、奧利康錐齒輪SPIRON銑齒刀具的結(jié)構(gòu)
SPIRON銑刀盤(pán)取消了粗切刀條,僅包括外刀、內(nèi)刀兩組刀條,刀條材料為高性能硬質(zhì)合金,適合于高速干式切削。SPIRON銑齒刀盤(pán)由刀盤(pán)本體、緊固螺釘、刀條組成。刀齒裝在整體刀盤(pán)上,與FS刀盤(pán)結(jié)構(gòu)相同,SPIRON刀盤(pán)內(nèi)外回轉(zhuǎn)中心重合,而且不可調(diào),為得到要求的齒厚,只能調(diào)整刀齒半徑對(duì)齒厚變化加以補(bǔ)償。根據(jù)工件的不同旋向,刀盤(pán)分為左旋與右旋兩種。
刀盤(pán)上裝有Z0組刀齒,每組刀齒有外刀和內(nèi)刀兩個(gè)刀齒分別用來(lái)切削齒輪凹面和齒輪凸面。與FS及FSS系列刀盤(pán)相比,取消了中間刀齒,降低了刀盤(pán)本體的復(fù)雜程度。刀齒是銑刀盤(pán)的重要組成部分,其刀齒的幾何形狀及其在刀盤(pán)上的定位影響著加工錐齒輪的齒面形狀。
所有刀盤(pán)的內(nèi)刀和外刀,其參考點(diǎn)位于同一個(gè)圓周上。同名刀條的安裝槽形成一條漸開(kāi)線。刀盤(pán)的安裝槽相切于名義中點(diǎn)模數(shù)所決定的基圓,刀具參考點(diǎn)處切削刃角度相切于實(shí)際的基圓。
SPIRON銑齒刀具主要由刀條和刀盤(pán)體組成,內(nèi)外刀回轉(zhuǎn)中心重合,不可調(diào)。如圖所示,其與EN及FS系列刀具最大的區(qū)別在于,刀盤(pán)采用整體式結(jié)構(gòu),取消了墊片,在刀盤(pán)上采用高精度線切割加工出封閉刀槽。
SPIRON銑齒刀盤(pán)夾緊螺栓為2個(gè),其中上部螺釘頭部帶有壓縮彈簧,提高了夾緊的穩(wěn)定性和剛性。
SPIRON銑齒刀盤(pán)結(jié)構(gòu)
SPIRON銑齒刀盤(pán)的代號(hào);SPIRON 13-105 LⅡ,其各參數(shù)代表的意義如下:
13,代表該刀盤(pán)具有13組刀條;
105,代表刀具名義半徑105mm;
L代表刀具旋向?yàn)樽笮?/p>
Ⅱ表示為第二代刀具產(chǎn)品。
不同規(guī)格刀盤(pán)所使用的刀條截面尺寸不同,為了保證同組刀條磨削和安裝的一致性,需要對(duì)刀條的尺寸及形位公差進(jìn)行精確限制,以尺寸為14.73×22.86×108的刀條為例,其刀坯圖紙所示:
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