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大直徑漸開(kāi)線花鍵拉刀齒形的磨削
漸開(kāi)線花鍵拉刀的前角g=10°~20°,后角a=2°~4°(通常取g=15°,a=3°)。當(dāng)拉刀的漸開(kāi)線齒形投影到基面上時(shí),其齒形角會(huì)減小。為補(bǔ)償這一變化,需對(duì)拉刀齒形角誤差進(jìn)行修正,由于齒形角誤差對(duì)齒形誤差的影響隨拉刀直徑的增大而增大,因此大直徑拉刀的齒形角修正尤為重要。由于漸開(kāi)線花鍵拉刀的齒形投影到基面上的情況與直齒插齒刀*相同,因此可用直齒插齒刀的齒形修正公式計(jì)算修正后的拉刀齒形角a0',即
tana0'=tana0/(1-tangtana)(1)
式中,a0
為修正前的理論齒形角。修正計(jì)算實(shí)例:某內(nèi)花鍵拉刀參數(shù)為:齒數(shù)Z0=28,齒形角a0 =20°,齒頂圓直徑Da0 =116.065mm,齒根圓直徑Df0=109.6mm,基圓直徑Db0=102.9903112mm,分度圓直徑D0=mZ0=112mm。拉刀校正齒的zui大重疊系數(shù)==有效嚙合長(zhǎng)度L/基圓周節(jié)t=4.007923117/11.55548589=0.3468415915。根據(jù)式(1)可計(jì)算出修正后的拉刀齒形角a0'=20.26183269°=20°16',cosa0'=0.9381198361,則修正后的基圓直徑Db0'=D0cosa0'=105.0694216。由于修正前的基圓直徑Db0=D0cosa0=105.2455734mm,因此修正前、后基圓半徑之差?r0 = (105.0694216 -105.2455734)/2=-0.08807635mm。根據(jù)齒形誤差計(jì)算公式
?J=?r02p/Z0e(2)
修正前、后的齒形zui大誤差為?J=-0.007mm。
由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn),齒形誤差值很小,可忽略不計(jì),這是因?yàn)樵摾吨丿B系數(shù)e很小的緣故。由于受到拉床性能以及拉刀熱處理、刃磨設(shè)備的限制,拉刀長(zhǎng)度不能太長(zhǎng),這就決定了拉刀的拉削余量A0不能太大(如工藝要求的拉削余量較大,可考慮采用成套拉刀加工,但拉削工件的同心度不如單把拉刀),即拉刀漸開(kāi)線齒形的有效嚙合長(zhǎng)度不會(huì)太長(zhǎng)(一般遠(yuǎn)小于基圓周節(jié)),因此漸開(kāi)線花鍵拉刀的重疊系數(shù)e通常遠(yuǎn)小于1。在設(shè)計(jì)漸開(kāi)線齒形有效嚙合長(zhǎng)度較大的大直徑漸開(kāi)線花鍵拉刀時(shí),為可靠起見(jiàn),按上述方法校驗(yàn)?J。如?J很小,或工件精度要求不高,可以不修正齒形角;如?J較大,或工件精度要求很高,則應(yīng)采用修正后的齒形角設(shè)計(jì)拉刀。對(duì)于漸開(kāi)線齒輪或插齒刀,通常其嚙合重疊系數(shù)e≥1,因此其齒形誤差也較大(?J≥0.02mm),不容忽視。
由齒形角修正公式的推導(dǎo)可知,產(chǎn)生齒形誤差的根本原因在于前角的存在使刀具前刀面漸開(kāi)線齒形投影到基面上時(shí)齒形角發(fā)生了變化(正前角往往使基面上投影的齒形角偏?。??;诖它c(diǎn),拉刀和插齒刀的齒形角均應(yīng)進(jìn)行修正。但由于拉刀的重疊系數(shù)很小,減小了齒形角誤差對(duì)齒形誤差?J的影響,因此可不予修正。而插齒加工為展成切削,其有效嚙合長(zhǎng)度總是大于基圓周節(jié),否則不能保證前一齒退出嚙合(切削)時(shí)后一齒立即參與嚙合(切削),因此必須保證其重疊系數(shù)e≥1,故插齒刀雖然只有5°前角也必須修正齒形角。拉削加工為成形切削,拉刀重疊系數(shù)e可遠(yuǎn)小于1,因此漸開(kāi)線花鍵拉刀的前角達(dá)15°卻可以不必修正齒形角。
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