小模数齿轮剃齿工艺分析.pdf

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1、Te c h ni c al Ana l y s i s o f Fi n e - Pi t c h Ge a r S ha v i ng 贵州 航 空 发 动 机公 司 何 恩 荣 航 空 发 动 机 的小 模 数 齿 轮精 度 高 、 刚性 差 ， 结 构 复 杂 。 目前 ， 我 国仍 延 用 传 统 的 精 插 齿 工 艺 。 加 工 中 ， 受 插 齿 刀 的精 度 、 刃 磨 前 角 误 差 以及 刀 刃 锋 利 程 度 的 影 响 ， 致使 调 整 、 加 工 难 度 较 大 ， 生 产 效 率 低 。 而 剃 齿 工 艺 恰 好 克 服 和 弥 补 了精 插 齿 工 艺 的 不

2、 足 。 剃 齿 工 艺 是 由美 国 耐 森 纳 尔 - 波 洛 奇 公 司 发 展 起 来 的 。它 是 齿 轮 精 加 工 方 法 之 一 ， 通 常 只 能 剃 削 硬 度 值 HR C 3 5以下 的 齿 轮 。 目前 日本 超 高 速 钢 材 料 剃 刀 可 剃 削 硬 度 值 HR C S 0以上 的齿 轮 ； 我 国试 验 用 高 速 钢 5 F 6和 M4 2材 料 剃 刀 可 剃 削 硬 度 值 为 HR C A0 5 0的 齿 轮 。 剃 齿 机 床 与 磨 齿 机 床 相 比结 构 简 单 ， 调 整 方 便 ， 能 修 正 滚 齿 或 插 齿 形 成 的 部 分 误

3、差 ， 加 工 精 度 可 达 6 7级 ， 甚 至 可 达 到 5级 ， 表 面 粗 糙 度 Ra可 达 0 2 v m。 因此 ， 剃 齿工 艺 在 齿 轮 精 加 工 中被 广 泛 应 用 。 1剃 齿 工艺 原 理 一 个直 齿 圆 柱 齿 轮 和 一 个 螺 旋 齿 圆 柱 齿 轮 相 啮 台 ， 它们 的 回转 轴 线 自然 地 构 成 夹 角 。如 果 将 螺 旋 齿轮看成加 工刀具 ( 剃 齿 刀) ， 直 齿圆柱 齿 轮就是 被 加 工 的齿 轮 。 在剃 齿 刀 主 动 旋 转 ， 工 件 被 动 旋 转 的情 况 下 ， 剃 齿 刀 的 圆周 运 动 速 度 可 以 分

4、解 为 两 个 分 速 度 向 量 ( 见图 1 ) ， 分速度 垂直于齿轮工件 的轴线 ， 分速度 则 与 工 件 的齿 向方 向平 行 。 前 者 带 动 工 件 旋 转 ， 后 图 1剃 齿 刀 圆周 运 动 速 度 分 解 图 F i g 1 Ci r c u mf e r e n t i a l mo t i o n d e o mp o s i t l o n o f s p e e d o f s h a v e r 60 下辱 l 者使 两齿 面 产 生 滑 移 剃 削 的切 削 作 用 主要 是 由齿 向 方 向 的 滑 动 运 动 产 生 的 。 当剃 齿 刀 与 齿 轮

5、作 无 问 隙 啮 合 时 ， 剃 齿 刀 刀 刃 在 的 作 用 下 ， 将 工 件 齿 面 切 下 一 层厚 度 约 为 0 0 1 0 0 5 r i l r i l的 极 薄 切 屑 。 这 完 全 是 应用 了螺 旋 齿 轮 副 啮 合 的 传 动 原 理 。 2 小 模 数 齿轮 剃 齿工 艺 轮坯 是 影 响 剃 齿 加 工 质 量 的 关 键 ， 小 模 数 齿 轮 更 是 如 此 。 因此 ， 编 制 小 模 数 齿 轮 剃 齿 工 艺 时 应 严 格 控 制 轮 坯 精 度 ， 加 工 基 准 更 应 有 足 够 的 精 度 。 盘 类 或 轴 类 工 件 用 轴 或 孔

6、定 位 时 应 尽 量 减 小 配 台 间 隙 ， 提 高 同 轴 度 要 求 。一 般 配 合 间 隙 应 为 0 0 0 5 mi t t 左 右 ， 同轴 度 应 控 制 在 0 0 0 2 0 0 0 3 r n m 内 。 这 样 既 可 减 少 重 复 装 夹 对 加 工 误 差 的 影 响 ， 也 可 防 止 计 量 时 因 基 准 误 差 的 影 响 造 成 对 工 件 的误 判 。 剃 齿 刀 的 齿 顶 强 度 低 ， 而 切 削 速 度 高 。在 剃 齿 过 程中 ， 剃齿 刀齿项 始终 处于大工作负荷 的不 利状态 ， 因 此 ， 剃前齿坯 的齿形应尽量使 剃齿刀刀顶少

7、 参与工作 。 当用标 准渐开线剃刀剃齿时应考虑剃齿 中产生 的中凹 现 象。航空发动机的小模数齿轮一般都采 用专 用剃前 插 刀使 剃前 余量分 布较 为合 理 ； 在投有 专 用剃 前 刀具 时 亦 可将 标 准 或 专 用 精 插 刀 或 滚 刀 前 角 适 当 加 大 ， 使 刀具 齿 形 角 变小 ， 加 工 出 的齿 形 顶 宽 根 细 ， 这 样 可 降 低 剃齿 刀齿顶 的工 作负荷 根 据螺 旋 齿 轮 副 啮 合 传 动 原 理 ， 只 要 法 向 基 节 相 等 ， 剃齿 刀即可任 意选 用。但在实际剃 削过程 中 ， 经 常 会遇到因剃齿刀选择不 当而影响加 工质量 的

8、问题 。因 此 ， 对 初 选 的剃 齿 刀必 须进 行 校 验 ， 其法 向 啮 合 角 误 差 应控制在 ( 2 。 3 。 ) 内 ； 径 向间 隙应控 制在 0 2 n l n l 左 右 ； 剃 齿 刀 超 越 量 ， 即 渐 开 线 起 始 点 应 低 于 工 作 起 始 点 ， 一般超越 量 P=( 0 1 5 0 2 0 )mm 2 s i n a 。 为宜 ， 式 中 n 代 表 端 面 压 力 角 。 剃齿 一 般 采 用 纵 向 剃 齿 法 ， 剃 齿 余 量 不 宜 过 大 。 若 工 件 齿 厚 公差 较 大 ， 剃 前 可 加 工 至 齿 厚 上偏 差 ： 否 则

9、剃 前余 量过 大 ， 会 导 致 剃 削 时 间 过 长 ， 使 某 些 原 有 精 度 下 降 。 ( 下 转 第 6 2页 ) 1 9 9 9年第 2期 维普资讯 http:/ 技 术 改 造 技 术 革 新 时 间 ( 2 ) 镀 氧 化 层 ： 工 件 极性 工 作 电 压 。 相 对 运 动 速 度 时 间 ( 3 ) 碱 性 镀 铜 ： 工 件极 性 工 作 电压 相 对 运 动 速 度 时 间 ( 4 ) 碱 性 镀 锌 ： 工 件极 性 工作 电 压 相 对运 动 速 度 时 间 3结 论 3 0 6 0 s 正镀 ； 1 5 2 0 V ； 1 56 m r a i n 5

10、0 6 0 S 。 正 极 ； 7 1 5V ： l 0 3 O m rai n 3 0 4 0 S 正 极 ； 1 0 1 4 V ： 1 0 3 5 m rai n 8 0 1 60 s 。 ( 1 ) 试验 表 明， 电刷镀 氧化层 防腐蚀 性能优 于传统 涂 抹 法 ， 防腐 周 期 提 高 了一 倍 以 上 。 其 工 艺 方 法 简便 ， 氧 化 层 相对 不 易 起皮 脱 落 ， 不仅 可 在 外 场 操 作 ， 而 且 可 进 行 不 解 体 修 复 。 ( 2 ) 采用镀 锌 保护层 虽 然可 以起 到一 定 的 防腐 作 用 ， 但 由于这种 方法容易形成新 的原 电池 ，

11、 防腐 效果 尚 不 如 氧 化 层 故 仍 不 是 理 想 的修 复方 法 ， 还 需 进 一 步 探 讨 研 究 参考文献 1棘 滨 士 等表 面 工程 与 维 修 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， 1 9 9 6 ( 责编宇 迪 ) 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 和 扣 和 和 和 ( 上接 第 5 2页) 计算机可视 系统 在 AO3 3 7 联合体 ( K OMI I O3 HT) 已用 作 运 载 火 箭 外 壳 的 环 缝 和 纵 缝 焊 接 ( 铝 合 金 多 层 焊 ) ， 在“ HHKI 4 MT” 用 作 控制

12、反 应堆 零件 的焊 接 ( 高 合金钢件 ， 对接 与 搭接接 头 ) ， 在莫 斯科 制管 厂用 于 不 锈 钢 管 的直缝 焊 接 。 系 统适 用 于 各 种 类 型 接 头 的 弧 焊 、 电 子 束 焊 和 激 光 焊接 的质量控制技术作业 。 综 上 所 述 ， 可 以得 出 以下 结 论 ： ( 1 ) 控制焊 接过 程 的计算 机可 视系统 可 以提 高 存 在 不 同 类 型 干 扰 作用 时 的焊 接质 量 。 ( 2 ) 借助于 所研 制的传感器 ， 可 以获得焊前 对接 处 6 2 l - 和运 行 状 态下 的 完 整 信 息 ( 3 ) 已研 制 的 接 口装 置

13、 实 际 上 可 以使 系 统 与 任 何 焊 接 设 备 实现 联 接 。 软 件 在 分 析 干扰 矢 量 各 分 量 数 值 的基 础上 ， 能 选 择 最 佳 控 制 规 律 ， 保 证 获得 优 质 焊缝 。 ( 4 ) 系 统 可 以全 面评 价焊 接 过 程 ， 并 能 得 到 每 个零 件 的 工艺 证 明 ( 5 ) 在 控 制 和 预 测 焊 接 质 量 的 系 统 中 ， 神 经 网 络 模 块 的 应用 是很 有前 途 的 。 ( 许 责 芝译 自 Ce a p o , n o e r p o H 3 e o , r e o 1 9 9 7 ( 7 ) ： 4 0 4

14、4刘 家富校 ) ( 责编文 袖 ) ( 上接第 5 7页) 小 ， 一 般 小 于 3 0 ， 摩 擦 损 耗较 小 ， 其 传 动 效率 可 近 似 参 照一 对精 动轴承的效率计算 。如 在摆 转副处装上 滚动 轴承 ， 则按一对 滚动 轴承的效率 计算 ， 一般 -q =0 9 7 0 9 9 ， 精 确 值 可 由试 验 测 定 。 4结束 语 本 文 介 绍 的 双 曲 柄 联 轴 器 是 一种 新 型 的 机 械 型 的 挠 性 联 轴 器 ， 该 联 轴 器 设 计 原 理 新 颖 ， 结 构 简 单 ， 安 装 维 护 方便 ， 使 用 性 能 有 其 独 特 的优 点 ，

15、可 用 于 高 速 重 载 以及 有 隔 振 要 求 的场 合 ， 是 一 种 具 有 较 好 应 用 前 景 的 新型联轴器 。 ( 责编根 山) I I + I I +l - I I + + I 1 I I +I I + I I +I I + I I +I I + I I +mI I + ( 上 接 第 6 O页 ) 剃 齿 要 获 得 较 高 精 度 ， 齿 坯 在 剃 前 应 有 较 好 的 加 工基 础 ， 仅靠 剃齿 提 高 齿轮 的所 有精 度 是不 可 能 的。 一 般 剃 前 齿 坯 齿 形 精度 略低 于 或 接 近 要 求 精 度 的 一 级 左右 ， 否则因剃齿对切 向

16、误差修正 能力 差 ， 导致径 向误 差 向切 向误 差 转 嫁 而 造 成 切 向误 差 增 大 。 实 际 上 ， 由 于机床和工具 的误差 以及 工 艺 方面等 因素 的影 响 ， 若 剃前齿坯精度不高则很难剃 出高精度齿轮 。 3结束 语 剃 齿 工 艺 具 有 操 作 难 度 低 、 加 工 精 度 高 、 生 产 效 率 高 等 优 点 ， 但 齿 轮 的 剃 齿 加 工 实 际 上 是 刀 具 与 工 件 间 的 自由 对 滚 ， 在 剃 削 过 程 中 ， 自 由旋 转 的工 件 因很 难 保 证 瞬 时 速 比 的恒 定 而 产 生 转 速 波 动 ， 从 而 导 致 工 件 齿 形 误 差 的 增 大 。 因 此 在 制 定 剃 齿 工 艺 时 要 设 法 ( 如 美 国弗 洛 斯 公 司 采 用 强 制 啮 合 剃 齿 刀 和 工 件 的传 动 法 ) 减 小 这 种 转 速 波 动 的影 响 。 ( 责编朝 晖) 1 9 9 9年第 2期 维普资讯 http:/