專利名稱：基于延伸全齒高強(qiáng)度設(shè)計(jì)的單頭錯(cuò)齒微小型滾刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新結(jié)構(gòu)錯(cuò)齒滾刀的設(shè)計(jì)方法，是專門針對(duì)模數(shù)m < 0. 05mm的微小型漸開線齒輪的高精加工而進(jìn)行的滾刀結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
模數(shù)小于0. Imm的齒輪一般稱為微小型齒輪，在航空、航天、兵器等領(lǐng)域中的微小型精密傳動(dòng)、精密儀器、靈巧機(jī)構(gòu)及微機(jī)電系統(tǒng)中，經(jīng)常使用這種微小型齒輪。微小型齒輪的加工精度將直接影響系統(tǒng)總體的精度和性能。滾齒是目前齒輪加工中用的較多的一種加工方法，生產(chǎn)效率高，使用普遍。滾刀和滾齒設(shè)備是滾齒加工方法的核心組成部分，是保證齒輪加工齒形精度的關(guān)鍵。微小型滾刀的合理設(shè)計(jì)是加工出高精度微小型齒輪的基礎(chǔ)和前提。模數(shù)大于或等于0. Imm的滾刀，可以通過查詢國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)用傳統(tǒng)公式進(jìn)行設(shè)計(jì)， 但是對(duì)于模數(shù)小于0. Imm的滾刀，它與普通滾刀有很大的區(qū)別。當(dāng)滾刀尺寸縮小以后，齒根部鏟磨愈加困難，加工誤差變大，而且微型滾刀壽命短，磨損以后不易重磨。因此對(duì)于微小型滾刀的設(shè)計(jì)，解決上述問題仍是一個(gè)難題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)微小型滾刀齒根部鏟磨困難、尺寸縮小以后加工誤差變大及其壽命短、磨損以后不易重磨的缺點(diǎn)，提出一種新結(jié)構(gòu)微小型齒輪滾刀——延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀，并且基于強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)計(jì)算延伸齒的全齒高，其基本原理為滾刀采用單頭結(jié)構(gòu)，滾刀齒長(zhǎng)向滾刀內(nèi)側(cè)延伸，每隔一個(gè)刀齒去掉一個(gè)刀齒。如附圖1所示，圖(a)為延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀第2i排刀齒的法向截形與正常齒滾刀的法向截形對(duì)比圖，圖(b)為延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀第2i+l排刀齒的法向截形與正常齒滾刀的法向截形對(duì)比圖，由圖可知，延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀的法向齒距是正常齒滾刀法向齒距的兩倍。


附圖1為延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀與正常齒單頭滾刀法向齒形對(duì)比圖。附圖2為模數(shù)0. 05mm延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀法向齒形圖。附圖3為滾刀單個(gè)刀齒受力的三個(gè)方向分力的示意圖。附圖4為滾刀刀齒xy平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖，比為刀齒齒頂寬，&為刀齒齒根寬，hQ 為刀崗全齒高。附圖5為滾刀刀齒yz平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖，aa為頂刃后角。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以加工下述參數(shù)的漸開線齒輪為例進(jìn)行延伸單頭錯(cuò)齒滾刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模數(shù)mn = 0.05mm，變位系數(shù)ξ =0，螺旋升角β =0°，分度圓壓力角Qn= 20°，齒頂高系數(shù)< =1.0，徑向間隙系數(shù)C* = 0. 35，厚度B = 0. 4mm。采用延伸單頭錯(cuò)齒法設(shè)計(jì)所需結(jié)構(gòu)的微小型齒輪滾刀，滾刀材料為YG6X，設(shè)計(jì)出的滾刀法向齒形如附圖2所示，齒高向滾刀內(nèi)側(cè)延伸，雖然“延伸齒”的思想類似于非全切式滾刀，但傳統(tǒng)的非全切式齒輪滾刀全齒高取值只是借助經(jīng)驗(yàn)公式，并未給出其取值的理論解釋，在此給出延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀全齒高％的理論推導(dǎo)計(jì)算過程如下將滾刀刀齒簡(jiǎn)化為附圖3所示的懸臂梁，在附圖4、附圖5中，根據(jù)強(qiáng)度理論，可以推導(dǎo)出
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權(quán)利要求
1.一種m < 0. 05mm的新結(jié)構(gòu)微小型齒輪滾刀，該種滾刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及以下內(nèi)容在一定的切削用量范圍內(nèi)，基于強(qiáng)度理論提出一種微小型非全切式滾刀全齒高的優(yōu)化計(jì)算方法，通過該方法得出的全齒高與由經(jīng)驗(yàn)公式得出的非全切式滾刀全齒高相比，其齒高向滾刀內(nèi)部延伸，從而更易于滾刀齒根部鏟磨，同時(shí)可以保證刀齒切削角度和齒廓精度，并且可以提高齒部強(qiáng)度和剛度。
2.一種新結(jié)構(gòu)錯(cuò)齒滾刀，其區(qū)別于普通錯(cuò)齒滾刀的新特征(1)滾刀基本蝸桿為單頭螺旋線。(2)滾刀的容屑槽數(shù)為偶數(shù)。
全文摘要
微小型滾刀的合理設(shè)計(jì)是加工出高精度微小型齒輪的基礎(chǔ)和前提。為了解決模數(shù)mn≤0.05mm的齒輪滾刀的齒根鏟磨難、尺寸縮小以后加工誤差變大的問題，本發(fā)明首次提出了一種新結(jié)構(gòu)微小型齒輪滾刀——延伸單頭錯(cuò)齒微小型滾刀，并且基于強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)計(jì)算延伸齒的全齒高，該種微小型滾刀相比普通滾刀而言，其齒高向滾刀內(nèi)部延伸，容屑槽加深，以增大容屑空間，齒距增大一倍，使?jié)L刀易于鏟磨，制備誤差小，齒部強(qiáng)度、剛度提高；相比因制備工藝簡(jiǎn)單而在多頭滾刀的基礎(chǔ)上提出的普通錯(cuò)齒滾刀而言，由于其采用單頭結(jié)構(gòu)，所以大大提高了所加工齒輪的齒面光潔度和制造精度；相比跳齒加工法而言，加工效率及精度都大大提高，且在不用調(diào)整分度的情況下就可以加工出任意齒數(shù)的、符合要求的、高強(qiáng)度材料的微小型漸開線齒輪。
文檔編號(hào)B23F21/16GK102528176SQ20121000927
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
發(fā)明者劉佳, 劉志兵, 周家花, 焦黎, 王西彬, 紀(jì)廣波, 解麗靜 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)