插齿刀的一些理解（原创+补充）

admin

感谢  阿松 ：

      在工作中发现，刀具公司提供的插齿刀，在刃磨后，被加工齿轮的齿根变浅。使得齿轮啮合时，根隙变小，直至碰到配对齿的齿顶。在一些参考书对此介绍不多的情况下，对插齿刀的各项数据进行了研究。

      首先看一下刀具侧刃面螺旋角与齿顶前角的关系。刀具的前刃磨面与侧刃面的交线在端面上的投影线，就是我们用来加工零件的齿廓线。该齿廓线随齿顶前角的变化而变化，也随刀具端面压力角和侧刃螺旋角的变化而变化。与其它数据无关。

      投影齿廓线比标准渐开线来得平坦，曲率要小，如果计算得当，可能对齿形起到修形的效果。
接下来看一下齿顶后角和其它数据之间的关系。齿顶后角的作用有两个，一是加工齿轮时切削的需要；二是保证在插齿刀刃磨后，被加工的齿根能始终保持一致。笔者就第二点对齿顶后角进行了分析。

      通过公式可以得知：插齿刀齿顶后角是一个变化的数值，它受插齿刀和被加工齿轮的齿数、变位系数、压力角和插齿刀侧刃螺旋角的影响。各截面齿顶的连线类似凸的抛物线。如果用直线代替，可以计算出各截面的误差值。

      最后，尝试讨论一下齿顶倒角的问题。
滚齿时，齿轮的齿顶倒角是由两个不同压力角的齿廓线和齿顶圆相交而成。在讨论插齿时，笔者也假设插齿刀的齿根也是由两段渐开线相交而成，加工出的齿轮齿顶也是由两段渐开线相交而成。

      如倒角刃为直线段，则角度可选择交点处倒角刃的压力角。为不影响齿顶厚，角度应选择偏直一点。
通过上面等式，对插齿刀不同 值时，齿根交点位置变化的观察，发现，在插齿刀轴向，交点呈凹形曲线，应比齿顶后角的角度偏小。

以上是我在其他论坛上发的帖子.今天再作一些补充:

内齿插齿刀和外齿插齿刀有明显的区别,前者的齿顶后锥面是凹的,而后者是凸的.如果用直线代替(即齿顶后角是固定的,手册上一般固定为6度,我认为非常不妥),两者的偏置方向正好相反.

admin

感谢：目标：最强

我对插齿刀还不太熟悉啊 和松版讨论讨论

1、由于插齿刀的加工工艺，很难按照保证被加工的齿根能始终保持一致算出的理论后角加工，所以插齿刀修磨之后，被加工齿轮齿根径变化是必然现象。至于像你所说的齿轮碰到配对齿的齿顶显然是刀具设计厂家的失误。一般来说，刀具设计厂家会预测出修磨之后齿根径变化的范围并与用户提供的齿根径公差比较，没有问题才算设计合格。内齿也是近似的。

2、因为存在前角，若按照原始渐开线设计，投影齿廓线会与标准渐开线有误差，所以实际设计时是按照修正模数，修正压力角对应的渐开线设计，使得修正渐开线的投影和标准渐开线尽量一致。（这点记得不是很清楚，仅供参考）插齿刀由于属于粗加工，一般没有修形功能。

3、关于齿顶倒角，角度是由径向倒角量和外周向倒角量直接算出的，和交点处倒角刃压力角无必然联系（可能有近似关系）。同样的由于插齿刀的加工工艺，并不能做到按照被加工物倒角恒定的理论凹形曲线加工出来，当然设计者会按照用户给定的倒角量公差进行工件齿顶倒角预测并调整加工参数。

这三个问题都是理论计算和加工工艺的矛盾问题。一般情况下，用户的公差要求都是可以满足的。当然也有比较倒霉的情况发生。在用程序实现工艺参数自动调节上还不是很成熟，这也是我下一步的一个想要做的工作，松版要是推导出了什么公式拿上来共享一下啊 嘿嘿

admin

阿松 ：

搞了一个，你来看看。

另：问一下，齿顶后锥面可以做成圆弧形吗？而不是直线。

admin

目标：最强


alpha是分度圆压力角，alpha0'是与齿轮啮合时的啮合压力角（即啮合圆上压力角），beta0是在分度圆上的还是在基圆上侧刃后角？

admin

阿松 ：

beta0是分度圆上的螺旋角。
我没按照手册上的定义来。这是我很久以前推算的。

admin

gear_make ：

呵呵，插齿刀好象内齿和外齿都是相同的，所以楼主理解上可能有不妥．

目标：最强 ：


阿松，怎么回事。我们之前讨论齿顶后角的帖子怎么找不到了。论坛是不是丢失了一些文章？


帖子找到了，论坛的按用户名搜索功能不知为什么会漏掉一些文件
gear_make可以参考一下http://bbs.cmiw.cn/forums/15346/ShowPost.aspx
对于理想齿顶后角曲线来说正如阿松所说内齿插齿刀和外齿插齿刀是相反的。你说的“是相同的”是说大多数厂家生产时都是按照统一标准制造的意思。


gear_make ：


呵呵，插齿刀齿顶可以做成圆弧的，但是要详细计算渐开线展长，圆弧所展成的部分不影响设计所需要的展长要求即可。
在设计插齿刀时，齿轮的齿根和刀具的齿顶是通过啮合原理产生的，其总是圆滑过渡的，不会产生尖角，并且只要满足顶隙的要求，对齿根曲线是什么形状，一般是不做考究的。除非在设计时，有特殊要求，要求齿根的曲线形状，那么就必须根据啮合原理，严格的设计刀具顶部圆弧形状。

对于楼主在第一个帖子中提到的插齿刀每次刃磨后，齿轮的根部变浅的原因，那是因为每次刃磨后，
刀具的变位系数发生变化，通过测量刀具的顶圆和公法线，可以严格的计算出插齿后齿轮根径。
针对这类问题，可以定做特殊的插齿刀，本人一般是通过改变插齿刀的后角来达到目的，插齿后，可以控制齿轮根径在某个公差范围内。

本人做个总结：
1。针对齿轮根圆没有要求的，插齿刀可以解决
2。齿轮根圆有特出公差要求的，插齿刀也可以定做专业插齿刀，设计很简单。
3。内齿轮和外齿轮，可以用同样一把刀具
4。齿轮齿形方面的倒角，可以通过插齿刀设计解决，但是刀具通用性就没有了

因为是周末，有时间，刚才看了阿松在http://bbs.cmiw.cn/forums/15346/ShowPost.aspx上的帖子，呵呵，如果是两年前，我一定会和你们一起搞搞公式，但是在经历了每年几个亿产品齿轮刀具设计后（应该说，我比阿松幸运，一毕业就可以做刀具，并且能说上话），你们提出的那个关于刀具齿顶的问题，按我理解，对齿轮的影响几乎没有，因为没有意义，齿轮的根部只要能达到不干涉，能保证润滑要求，能保证渐开线展长，能保证齿根曲率半径大，有较好的强度，就可以了。

关于国内外齿轮刀具的知名厂家，以FETTE、INGERSOLL、SAACK、GLEASON 、SU、LIEBHERR(把劳伦兹收购了）等最为著名，关于他们刀具设计，GLEASON在我们公司是最没有影响的了，因为它是美国的厂家，我们把它排在德国和意大利之后，他们自己也觉得和欧洲的比较，没什么优势，不过，GLEASON把好多齿轮机床厂家都收购了，还是美国人厉害。

admin

上面的帖子是转载几位高手的意见，大家有不清楚的可以在这里发表一下，大家交流一下！

neng_jiang

还有第2页
关于插齿刀修磨后，齿高方向变动的问题，正在研究

ludingji731

看了各位高手的见解，受教了！