剃齿刀修形新方法的试验研究(1).pdf

I J文章编 号 1 0 0 3 一 0 7 9 4 1 2 0 0 0 】 0 3 一 0 0 】 4 - 0 3 “‘剃齿刀修形新方法硇i 式验酮夯 1 ． 山 东 科 技 大 学 ， 山 东泰 安2 7 f 6 面 ■． 1I 鬲 磊 而 槭 装 备 公 司 ， 山 东泰 安2 7 1 0 0 0 摘要针对齿轮剃齿加工中的齿形中凹问题 ， 打破传统的剃齿刀修磨方法 ， 利用齿面镀有垒 刚 石 瓣答 茹 燮躺 解 裂 篱芗 。茴 拗 口 工关 键 词 型 堕 ； 塑 塑 竺 ； 咝兹 、f 劣 刁 砑 俐 “ 上 中图号 T G 6 1 ’ 8 ． 1。 f “爻靠标识码A 1前言需要反复数次， 重新磨刀， 故该方法已不适应当前高 剃齿是齿轮精加工的高效传统工艺， 在齿轮生效生产的现代化要求 ， 解决剃齿刀修磨问题， 特别是 产中广泛应用。 但齿轮剃后“ 齿形 中凹”是该工艺长寻求一种简便易行的方法已迫在眉睫。 期存在的技术难题。 多 年来， 一直 困扰着生产， 引起2研究思路 了国内外许多学者、 专家和工程技术人员 的重视和剁齿过程是一对无侧隙的螺旋齿轮空间 自由啮 研究。 传统的剃齿刀修磨方法是靠模板法， 该法在长台 ， 且伴有不连续的切削和挤压作用的传动过程。 影 期的生产应用中证明， 其技术是可靠的， 但它的主要响齿形中凹的因素很多， 如 工件材料、 切削余量、 齿 缺点是磨刀费时， 效率低， 且需专用的磨床和磨刀工坯加工质量 、 刀具几何尺寸、 刀具材料 、 刀具的设计 人 ， 投资大 ， 还需专 门设计制作靠模， 廓形修正复杂，齿形等。 这些误差因素在加工过程 中具有随机性 ，且 更重要的是， 剃齿刀修磨一次一般达不到齿形要求，相互牵制， 难于逐一控制。 因此， 目前对于剃齿中凹 的机理尚无统一结论。 本文不直接分析“ 刺齿中凹” 基金项目 国家自 然科学基金资助项目， 基金代码 5 9 7 7 5 0 6 7产生的原因和机理 ， 而是采取因势利导的方法 ．利 用 意性 ， 该评价系统实用、 可靠。机械 工程， 1 9 9 8 ， 9 1 0 3 0 ～3 3 3 采用所述方法、 步骤， 编制相应的综合评价[ 。 ． 刘敬 军涨 中 生 垒春来 面同 并行工 程的集 成多视图l也 拈开发 软件 ， 可以很好地与C I M S中的其他系统进行集成和挺 型及 管 理框架研究- n 中 国机 械工程， 1 9 9 8 9 ‘ 9 3 3～3 5 信息交换。 无疑将会对 c I Ms 的发展起到推动作用。作 者简介都维刚 ， 3 8岁． 讲 师． 毕 业于 阜新矿业学 院机 制专 参考文献业 ．主持科 研项 目2项 ． 参与科研项 日4项 ． 已嵌表论文 9篇。 [ 1 。 鄂明成， 郭伟 ． 查建中 并行设计宴啦策略的研究[ J ]中国机械～ ，、三 ， 鼍’ ’ ” 。 ’ ～ 3 6收 祷 日 期 1 9 9 9 ． 1 2 - 0 21 ．2 J 半雉叫， 黄丰 q 平r 翠和昆 并行工程环境中的集成框架[ J ．中国 S t u d y O n e v a l u a t i o n m e t h o d o fp r o du c tm a n u f a c t u r a b i l i t y i n c o n c u r r e n te n g i n e e r i n g DU W e i - g a n g ， W ANG Li- t a x 。 L I U Yi { L i a o n i u gT e d l n i c a ] a n dE n g i n e e r i n gU mY e 口 i t y - F u x i n1 2 3 0 0 0 ． C h i n a A b 。 ‘ 。 “ 。 ‘ B 。 。 。 d0 I I t h ea n a l y s i s 妣 u t p r o d U C L d e s i g nf o r m a n u f a c 【 u r a b i l i t y { D F Mi nc 。 n l J n e n l e “ g i n e e r i “ g f c E ． t h e 。 。 a l u a t i o nm e t h o do f p r o d u e t m a n u f a c L u r a b i l i t y { P M] i s e x p o u n d e d ． T h ep a p e r p o i n L s 0 u L t h ee v a l u a t i o n0 f P Mi s 。l Y P i c a l d e e i s i 0 “p mb e m o f mu l t i p l el e v e l a n da n r i b u t e ．Ma t h e ma t i c a lmo d e lb a s e d0 nf uz z ys e la n dL h ee v a l u a t i o n i n d e xs y s t e m a r ee s t a b l i s h e d ． S e v e r a l c o n c l u s i o n sa r eg i v e nfi n a l l y ． Ke y”o r d s ； c o n e u t r e n t e n g i n e e r i “ g p r o d u c t i N a n u f a c t u r a b i l i t y | f u z z Ymu h i p l ea t t r i b u t 。p 。 l i c yd e c i s i 。 n 维普资讯 剃齿中凹效应来解决剃齿中凹的问题 ， 主要思路 使 用一个与被剃齿轮结构参数 m。 ， n 。 等 基本一致， 齿面镀有金刚石镀层 的修磨轮， 将其装在剃齿机的 工件位置上 ， 采用适 当的切削用量， 与剃齿刀啮合 ， 此时 ， 镀轮替代了工件 ， 因镀轮表面硬度高于剃齿刀 的齿面硬度， 按反切原理 ， 不是剃齿刀切削镀轮 ． 雨 成为镀轮修磨剃齿刀了， 本应镀轮 相当于工件出 现的齿形 中凹 ， 就会复映到剃齿刀上， 使剃齿刀齿形 一 在相应部位产生中凹， 用这种修磨成 中凹齿形 的剃 齿刀再剃削工件时 ， 各误差因素的综台动态效应与 剃齿时相同， 据误差补偿原理 ， 剃齿刀中凹部位对工 件的单位切削力减小， 被切除量随之减少， 即可消除 工件的齿形中凹。 可见本方法利用了剃齿刀的修磨 和修磨后剃削工件这 2 个过程的工况条件相同、 各 误差因索的综合动态效应不变这一条件 ， 将工件的 齿形 中凹复映到剃齿刀上， 来消除工件的中凹。 3试验过程 3 ． 1试验 内容 1 本方法的原理可行性验证在剃齿机上进 行实际修磨剃齿刀试验 ， 测量修磨后的工件及剃齿 刀齿形， 分析测量结果， 应使工件齿形由中凹变为中 凸。 2 金剐石轮镀层性能的试验本方法的关键 在于金刚石修磨轮镀层 的性能。 如 牢固性 、 均匀性 及耐磨性等。 从 目前国内外金刚石修形工具的研制 和应用来看， 金刚石修磨工具的修磨对象是珩磨轮、 蜗杆砂轮等 低硬度工具， 而本试验 的修磨对 象是 H R C 6 4～6 6的剃齿刀， 首先， 镀层的牢固性除用一 般的锉磨试验法检验外， 进行修磨试验也是一个很 好的验证。 虽然金刚石砂粒硬度高， 但镀层如果处理 不当就会被剃齿刀刮得掉皮， 因此保证牢固性是关 键； 其次， 镀层 的均匀性 影响着金 刚石轮的修形精 度， 这一性能也是涂镀技术的难点， 要保证在渐开线 曲面上镀层均匀， 许多科技工作人员为此做 r很多 工作 ， 至今难以找出一简便易行的方法。 我们经过许 多次试镀后， 通过检测镀前和镀后齿轮的齿形误差 ， 证明所镀齿轮的镀层均匀性已满足试验要求。 另外 ， 修磨轮的耐磨性要求 ， 主要从镀轮的使用寿命米考 虑 。 3 金刚石修磨轮结构参数的试验从理论上 分析 ， 金 刚石 修磨 轮 的结构参 数 如 m。 ， 。 。 ， ， p 等 ， 应与被剃齿轮的参数完全相同， 这样可以减少 参数误差的影响， 但考虑到本方法在今后生产中的 推 广应用 ， 我们设计了只与剃齿刀模数 m。 和压力角 n 。相同的修磨轮 ， 进行试验。 4 金剐石修磨轮的使用方法到 目前为止， 用金刚石镀轮修磨剃齿刀， 在国内外尚属首例。 如何 使金刚石镀轮发挥应有的作用 ， 关键在于怎样用， 为 此， 我们进行了数次探索试验。 3 ． 2试验条件 1 金刚石修磨轮的参数 见表 1 。 表 1金刚石修磨轮的参数 T a b． 1P a r a me t e r so fd i a mo n d c o p i n gg e a r 4 机床精度 试验所用机床分别为 “ 4 2 3 2和 Y W4 2 3 2 C ， 其 主轴转速为 1 2 5r ／ ra i n ； 剃齿刀轴颈的径 向跳动小于 0 ． 0 0 5m m， 该项指标是 由千分表在机床上直接测出 的。 由于机床长期使用 ， 未进行过其他项 目的精度检 验 ， 本次检验中对左右两顶尖连线 的径 向跳动也进 行了粗检， 其跳动误差小于 O ． 0 0 7m m， 基本符合试 验要求。 3 ． 3试验 结果厦分 析 由实测结果得 出， 标准剃齿刀在修磨前所剃工 件齿形呈明显的中凹状 疗。0 ． 0 1 0mm ， 而剃齿刀 用金刚石轮修磨后所剃齿形则成中凸形状 即修缘 修根齿形卉 O ， 0 0 5～00 0 8t r u n ， 说明试验条件是 合理 的。 经大量工业性试验后 ， 验证丁本方法原理上的 可行性， 说明在实际生产中是可以使用的， 主要有以 下几个特点 1 用本方法修磨剃齿刀， 从试验结果 来看 ， 所剃齿轮的齿形呈“ 平直”或“ 中凸“状， 消除 了剃齿 中凹现象 ， 所剃工件的齿形精度 △疗0 ．01 1 m m， 表面粗糙麈也有所提高 ； 2 金刚石修磨轮的镀 后齿形精度， 经修形后可达 6 级以上 ， 经生产实践验 维普资讯 l 6 煤 2 0 0 0年 第 3 文章 编号 l 0 0 0 7 9 4 f 舢 O 3 - 0 o l 每0 3 摘要针对钎头使用的工况条件 ， 从磨粒磨损 、 冲击磨损、 热疲劳效应、 腐蚀等且个方面分析 了 冀 欲 新岩 关 键 词 苎 墨 ； 堡 堕 鱼 垒 i 壁 亏 ， 袄 吲 虬 中图号T D 4 2 1 ． 2 ；T H l l 7 ． 1 J 文献标识码A 凿岩设备的发展， 对钎具的要求越来越高 ， 而 凿岩用硬质合金质量的好坏． 直接决定着钎具 的性 能， 因此 ， 矿用硬质合金的开发应与凿岩设备的发展 同时进行。 新材质的开发离不 开对使用性能的深入 了解 本文从矿用硬质合金的磨损机理人手， 探讨其 失效的原因。 1 钎头工况条件分析 钎头是钻凿爆破孔的主要刃具 ， 是在典型的冲 击旋转式破碎岩石的恶劣条 件下工作的机具 在凿 岩过程中， 当具有一定质量的冲击锤 速度 冲击 钎尾时 ， 压应力波通过钎杆、 钎头作用在孔底岩石 上， 使岩石破碎并形成一条沟槽。 在冲击锤第二次冲 击之前， 将钎头转动一个角度 口 ， 则第二次冲击使岩 石破碎的沟槽在另一位置， 同时 ． 将 口角的扇形面积 证镀层牢固、 耐磨， 与国内同类产品比较 ， 镀覆技术 可属国内先进水平 ； 3 使用本方法， 减少 了剃齿刀 的装卸、 调整时问， 消除了刀具的安装误差 ， 从而使 剃齿工序的辅助时问缩短 ， 刀具管理工作简化， 这 样， 修磨一次剃齿刀仅需 3 5 m i n ， 比传统修磨方 法提高工效百倍以上； 4 本方法不必对剃齿刀单 独修形， 刀具在修磨过程中就达到了动态修形， 修形 精度高， 剃齿工序 中的一些随机误差都可得到补偿 和调整； 5 本方法不用专门的磨刀机床和磨刀工 人， 仅设备费用就可节省资金 十几万元 ； 6 本方法 经实践验证 原理可行 、 形式新颖、 方法简便 、 技术可 靠、 效率突出． 具有广泛地推广应用价值和 良好的经 济效益， 适用于各类机械行业的齿轮制造单位， 对设 有剃齿刀修磨条件的厂家尤为便利。 4结语 本方法经大量的试验和初步推广应用 ． 取得可 喜的成果。 但是 ， 本 课题 的研究工作仍 处于探索阶 段， 如 剃齿刀动载下修磨机理的分析 ， 金刚石镀层 性能的定量分析 ， 金刚石修磨轮参数的优化设计及 对剃齿刀修磨规律的研究等 ， 还需做更多 的试验及 深入的理论分析 ， 在今后 的研究工作和推广应用 中 不断地总结经验， 不断完善、 提高。 参 考 文 献 [ 1 ] 袁哲位， 等 ， 齿轮刀具设计[ M] ． 北京 机械工业出版祉． 1 9 8 3 [ 2 ] 任敬心， 等 ． 齿轮工程学[ M ] ． 北京 国防工业出版杜． 1 9 8 5 [ 3 ] 西野秀宪， 等 ． 刺齿研究 一 ， 二 、 三 [ 日] ． 机床译丛 [ M ] ． 1 9 8 3 ． N o N 0 4 ， N o ． 5 作者简介王素玉， 3 8 罗， 副教授． 1 9 8 2 年毕业于山东工学院一 机系机制专韭． 1 9 9 3年在 山东矿韭学院 机槭系获矿 山机械工程工学 硕士． 现在山东科拄大学机电系从事机械 制造 方面的教学与科研工 作， 曾获山东省科技进步三等 奖． 发表论 文十余篇。 收稿 日期 1 9 9 9 - 1 2 ． 2 4 Th e t e s t a n d r e s e a r c h o n a n e w m e t h o d f o r m o d i f y i n g - g r i nd i ng t h e s h a v i n g c ut t e r W ANG S u - y u I ， W ANG Z o n g - q u a n 2 f 1 ． S h a n d o n g U n l v e r o i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ． T a i ’ a n 2 7 1 0 1 9 ， C h i n a 2 ． S h a n d o n g C o a l M i n e Ma c h i n e r y E q p me m C o mp a n y ，T a i ’ a n 2 7 1 0 0 0 ． C h i n a l Ab s t r a c t T h e p a p e r p r e s e n t s a n e w me t h o d f o r m o d i f y i n g a n d ．g r i n d i n g t h e s h a v i n g c u t t e r ， wh i c h u s e s a d i a mo n d - p l a t i n g g e a r t o gri n d t h e s h a v i ng c u t t e r o n t h e s h a v i n g ma c h i n e ．I t s o l v e s t h e n a n k c 0 n c a v e D r 0 b l e m ． Ke y wo r d s g e a r s h a v i ng ；t h e fl a n k c o n c a v e ；mo d i f i c a t i o n ‘ 维普资讯