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车齿刀工作角度分析

2017年09月13日09:43
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        引 言

 

      车齿(又称剐齿)既可以加工外齿轮,也能加工内齿轮,早在一百多年前就已申请过专利。该方法可以完成汽车自动变速器行星轮系齿套的内齿加工,由于受到空间限制,滚齿、铣齿无法实现内齿加工。对于轴向贯通的内齿可以采用插齿或拉齿方法,但插齿方法效率和加工精度都不高,拉齿方法精度低、成本高。对于加工非贯通且没有退刀槽的内齿,插齿和拉齿也无法实现,而车齿加工很好地解决了这些问题。

 

      2006年WERA 公司推出基于车齿技术的机床,但技术上处于垄断地位,并且对外严格保密,没有公开文献发表[1]。2009年,长沙机床公司与天津大学共同研究圆柱齿轮车齿加工技术,并依此原理研制出国内首台数控剐齿机,填补了国内空白。文献[2]给出了车齿的定义,介绍了车齿原理和车齿刀具的设计。由于在车齿过程中刀具的工作前角和工作后角在不断变化,所以车齿加工对刀具的要求比较高。文献[3]提出了直齿车齿刀前、后刀面的结构形式和直齿车齿刀结构及其参数计算的方法。文献[4]建立了已知车齿刀刀刃曲线在给定的车齿刀与被车齿轮相对位置和相对运动下,加工出的齿轮齿面计算方法。本文以直齿车齿刀车削斜齿轮为例,建立刀具和工件坐标系,推导出刀具切削刃上点的相对速度,实例计算出直齿刀具在车齿过程中工作角度的变化,这对车齿刀的设计和车齿理论研究具有指导意义。

 

      1 、车齿工作角度分析

 

      1.1 车齿坐标系的建立

 

      本文以直齿车齿刀加工内齿轮为例进行说明,为了便于分析,引入车齿坐标系如图1所示。

 

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