文章主要对插齿刀制造技术的研究和运用措施的一些介绍。本文选自：《工程机械文摘》，《工程机械文摘》设封面文章、财富人生、本刊特稿、标准化专栏、综合资讯、论坛、产品博览、企业动态、集粹、工程机械文摘等栏目，并适时发布国家有关政策法规、标准质量、方针政策，使栏目的内容更加丰富实用。
摘要：硬齿面插齿刀负前角角度比较固定,一般为5°到10°之间,下面分析一下后角的变化对插齿刀应力的影响,后角度数分别取4、6、8,绘制出的曲线如图4所示,紫色的后角取为8时,整体高于绿色的,即后角取为6时的曲线,在负前角为3时,所有的后角取值应力达到最大值,在大于3时,应力急剧降低,最低点也就是应力最小的点为负前角为8,后角为6时,即可得到倒棱插齿刀的最小应力值300MPa左右。
关键词：插齿刀制造,制造技术,机械工程,机械论文
1插齿刀研究的现状
随着硬齿面齿轮的广泛应用,其加工精度成为齿轮加工技术发展的重点,现在齿轮的加工方法多采用切削法,即利用齿轮之间的啮合原理实现的,其中插齿刀在齿轮制造业中占有非常重要的作用。随着机械行业的发展,插齿生产的效率和精度都在逐渐提高,所以研制高精度、高速、抗冲击的插齿刀是目前发展的趋势,本文主要针对硬质合金插齿刀插削硬齿面齿轮时容易崩刃,故采用负前角,但针对以前的锥前刀面法和代圆弧法存在一定的缺陷,所以需研制一种新型的负前角加工方法,此方法沿刃形按渐开线倒棱。其特征在于:在零度前刀面上,沿齿形侧刃法向方向制出均匀的负倒棱,且负倒棱角度的大小根据加工条件进行优选,其优点是抗冲击强度明显提高,可以消除原理误差,而且效率高、精度高、柔性好。
2负倒棱插齿刀理论及实体建模
渐开线法向负倒棱硬质合金插齿刀,是沿切削刃方向磨出均匀倒棱,它是由硬质合金刀片和刀体两部分组成,建立模型时,首先利用渐开线参数方程描出渐开线上的点,将点连成一条平滑曲线,镜像得到一个齿的齿廓形状,然后看插齿刀需要几个齿,均布即可得到平面结构,最后在插齿刀的轴向拉伸就可得到其实体模型,建立的实体模型如下图1所示。
3有限元分析
首先建立模型,划分网格,施加应力,分析,得到如图2所示的结果,从图上可以看出,红色的位置是应力最大的位置,也就是前刀面紧靠切削层的上部,即插齿刀切出工件时最大,容易发生脆性崩刃,原因有两个,一是由于切出时切削层变窄,后角使得刀尖的支承条件,二是切出时前刀面的快速冷却,使得热拉应力变大。所以要保证最大拉应力不超过σmax,以此作为评价插齿刀的强度指标。
4参数优化
4.1倒棱宽度对插齿刀强度的影响
固定一些因素,只考虑倒棱宽度对插齿刀强度的影响,改变倒棱宽度,可以得到一组最大应力的数值,其中R为倒棱宽度与切削厚度的比值,绘制成曲线如图3所示,从图中可以看出,宽度比在3到5之间最大拉应力几乎不变,但低于3以后,随着宽度的减小,最大拉应力增加,宽度比为1.2时的最大拉应力是宽度比为5时的1.5倍左右。其中前5后6,切削速度6m/min,切削深度0.05mm,工件硬度为60HRC。
