某公司在没有现成加工鼓形齿设备的情况下,为满足临时加工一鼓形齿齿轮的生产急需,基于YW3180 型滚齿机的仿形功能,特设计了一种靠模来加工鼓形齿齿轮,以节约成本、缩短周期。
1 鼓形齿的加工原理
鼓形齿滚切是由刀具轴向进给运动和仿形机构的径向进给运动复合而成。在加工过程中,刀架滑板带动靠模样板移动,仿形机构的传感器触头始终与靠模样板接触,通过靠模样板鼓形的轴向变化使传感器不断发出信号,使仿形阀频繁地激磁和去磁,带动工作台不断移动,改变切削深度达到鼓形齿的加工。滚刀运动如图1 所示.
2 靠模设计
2.1 靠模凸度半径计算
图2 为靠模凸度设计原理简图,靠模结构简图如图3 所示。
根据文献[1],工件凸度半径为:
其中:k 为鼓形齿齿轮的鼓形量;h2 为工件宽度。
由图2 可知,靠模凸度半径为:
2.2 靠模高度计算
根据图2,由作图法可得靠模的最小高度为:
其中:C 为触头保护行程;A0 为靠模切入边和离开边的超程量。
根据文献[1]、[2]和鼓形齿加工原理得:
为了在靠模的切入边和离开边使工件得到更为完整的滚切,一般实际设计中可将A0 取得比理论尺寸稍大一些,如果取值为A,那么靠模的总高度为:
S = h + 2A+ 2C (8)
2.3 靠模宽度计算
由于靠模是装在机床的凹形槽中,机床自身结构决定了从靠模底面至圆弧中间宽度的距离hm及鼓形量k。针对YW3180 型滚齿机,hm 为56 mm,最大鼓形量kmax 为10 mm,其中k1、k2 为鼓形量的一半,即k1=k2。在实际加工中k1、k2 由工件的鼓形量决定。
由图3 可知,靠模最大宽度、最小宽度分别为
靠模厚度由机床的凹形槽宽度决定,此处取靠模厚度为12 mm。
3 靠模的应用
对某鼓形齿齿轮进行加工,基本参数见表1。
由产品设计图纸可知,该鼓形齿的凸度半径为r=94.8 mm,工件宽度h2=50 mm。若鼓形齿单侧削薄量0.33 mm,则k1=k2=0.33/2=0.155。加工工件采用的滚刀外径r1=53 mm。由式(2)、式(8)和式(9)得靠模凸度半径r2=135.44 mm、靠模最大宽度hmax=56.15 mm、最小宽度hmin=55.85 mm。对采用靠模加工出的鼓形齿齿轮进行检测,结果为:工件齿宽的中间部位公法线长W=64.86 mm,齿宽两端部位的公法线长分别为W1=64.52 mm, W2=64.51 mm,滚切后的鼓形齿齿轮满足图纸要求。
4 结束语
基于YW3180 型滚齿机设计的鼓形齿齿轮加工靠模,经生产运用,能够加工出合格的产品。
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