插齒刀制造技術(shù)新科技應(yīng)用

　　文章主要對(duì)插齒刀制造技術(shù)的研究和運(yùn)用措施的一些介紹。本文選自：《工程機(jī)械文摘》，《工程機(jī)械文摘》設(shè)封面文章、財(cái)富人生、本刊特稿、標(biāo)準(zhǔn)化專(zhuān)欄、綜合資訊、論壇、產(chǎn)品博覽、企業(yè)動(dòng)態(tài)、集粹、工程機(jī)械文摘等欄目，并適時(shí)發(fā)布國(guó)家有關(guān)政策法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量、方針政策，使欄目的內(nèi)容更加豐富實(shí)用。

　　摘要：硬齒面插齒刀負(fù)前角角度比較固定,一般為5°到10°之間,下面分析一下后角的變化對(duì)插齒刀應(yīng)力的影響,后角度數(shù)分別取4、6、8,繪制出的曲線如圖4所示,紫色的后角取為8時(shí),整體高于綠色的,即后角取為6時(shí)的曲線,在負(fù)前角為3時(shí),所有的后角取值應(yīng)力達(dá)到最大值,在大于3時(shí),應(yīng)力急劇降低,最低點(diǎn)也就是應(yīng)力最小的點(diǎn)為負(fù)前角為8,后角為6時(shí),即可得到倒棱插齒刀的最小應(yīng)力值300MPa左右。

　　關(guān)鍵詞：插齒刀制造,制造技術(shù),機(jī)械工程,機(jī)械論文

　　1插齒刀研究的現(xiàn)狀

　　隨著硬齒面齒輪的廣泛應(yīng)用,其加工精度成為齒輪加工技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn),現(xiàn)在齒輪的加工方法多采用切削法,即利用齒輪之間的嚙合原理實(shí)現(xiàn)的,其中插齒刀在齒輪制造業(yè)中占有非常重要的作用。隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展,插齒生產(chǎn)的效率和精度都在逐漸提高,所以研制高精度、高速、抗沖擊的插齒刀是目前發(fā)展的趨勢(shì),本文主要針對(duì)硬質(zhì)合金插齒刀插削硬齒面齒輪時(shí)容易崩刃,故采用負(fù)前角,但針對(duì)以前的錐前刀面法和代圓弧法存在一定的缺陷,所以需研制一種新型的負(fù)前角加工方法,此方法沿刃形按漸開(kāi)線倒棱。其特征在于:在零度前刀面上,沿齒形側(cè)刃法向方向制出均勻的負(fù)倒棱,且負(fù)倒棱角度的大小根據(jù)加工條件進(jìn)行優(yōu)選,其優(yōu)點(diǎn)是抗沖擊強(qiáng)度明顯提高,可以消除原理誤差,而且效率高、精度高、柔性好。

　　2負(fù)倒棱插齒刀理論及實(shí)體建模

　　漸開(kāi)線法向負(fù)倒棱硬質(zhì)合金插齒刀,是沿切削刃方向磨出均勻倒棱,它是由硬質(zhì)合金刀片和刀體兩部分組成,建立模型時(shí),首先利用漸開(kāi)線參數(shù)方程描出漸開(kāi)線上的點(diǎn),將點(diǎn)連成一條平滑曲線,鏡像得到一個(gè)齒的齒廓形狀,然后看插齒刀需要幾個(gè)齒,均布即可得到平面結(jié)構(gòu),最后在插齒刀的軸向拉伸就可得到其實(shí)體模型,建立的實(shí)體模型如下圖1所示。

　　3有限元分析

　　首先建立模型,劃分網(wǎng)格,施加應(yīng)力,分析,得到如圖2所示的結(jié)果,從圖上可以看出,紅色的位置是應(yīng)力最大的位置,也就是前刀面緊靠切削層的上部,即插齒刀切出工件時(shí)最大,容易發(fā)生脆性崩刃,原因有兩個(gè),一是由于切出時(shí)切削層變窄,后角使得刀尖的支承條件,二是切出時(shí)前刀面的快速冷卻,使得熱拉應(yīng)力變大。所以要保證最大拉應(yīng)力不超過(guò)σmax,以此作為評(píng)價(jià)插齒刀的強(qiáng)度指標(biāo)。

　　4參數(shù)優(yōu)化

　　4.1倒棱寬度對(duì)插齒刀強(qiáng)度的影響

　　固定一些因素,只考慮倒棱寬度對(duì)插齒刀強(qiáng)度的影響,改變倒棱寬度,可以得到一組最大應(yīng)力的數(shù)值,其中R為倒棱寬度與切削厚度的比值,繪制成曲線如圖3所示,從圖中可以看出,寬度比在3到5之間最大拉應(yīng)力幾乎不變,但低于3以后,隨著寬度的減小,最大拉應(yīng)力增加,寬度比為1.2時(shí)的最大拉應(yīng)力是寬度比為5時(shí)的1.5倍左右。其中前5后6,切削速度6m/min,切削深度0.05mm,工件硬度為60HRC。