齿条加工刀具和工件展成运动范围的确定

2020-05-28 11:49:31 峰茂传动 0

紧接着前面的“硬齿面转向器齿条插齿加工”,继续讲解加工刀具和工件展成运动范围的确定说明分别如下,供参考了解。

在加工一种规格的齿条时,必须先输入刀具和工件的参数,接着对刀确定工件坐标系原点:

图1

即如图1中位置Ⅱ所示刀具的对称中心线和工件的对称中心线相重合的位置。此位置的Y、C坐标也是对刀时理论上要求齿条和齿轮转轴所在的位置

展成运动范围关于对刀点两边对称,从位置到位置,其中,半展成角由刀具和工件的几何参数及不干涉条件确定,半展成长度由半展成角确定。

1、刀具与齿条干涉的产生

当工件处于展成初始位置而X轴径向进给到全齿深时(图1中位置Ⅰ),刀具可能切入到工件毛坯中,此时工件被切部分产生的齿廓线不是由展成运动产生的,该齿成为不完全齿。

当与齿条啮合的齿轮进入该干涉区内时将产生卡死现象。

在加工的径向进给过程中,由于径向进给速度远大于加工时Y轴圆周进给速度,在干涉区内运动的刀具会与工件相撞,损坏昂贵的刀具。

2、无干涉初始展成角的确定

为了保证加工时不产生干涉碰撞,加工的半展成角应足够大,但半展成角越大则加工的空行程越长。

下面是一种估算半展成角的方法,比理论值略大。

如图1中位置Ⅰ所示,在刀具的对称中心到第一齿的外齿根之间作出一个扇形包容盒,该包容盒圆心为刀具的中心O,半径等于刀具的前刀面齿顶圆半径,角度略小于180Ze/Z。

设在加工的起始位置刀具进给到全齿深时,该包容盒上的点P3与工件表面的间隙为3mm,则刀具大端外圆与工件表面的间隙略大于3mm。

此时半展成角(即刀具从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ所转过的角度)由下式确定:

半展成角计算公式

上式计算出的半展成角随前刀面的半径R的减小而增大,由于刀具的前刀面半径随着使用中的修磨而不断减小,而刀具原始截面的参数不会因刀具修磨而改变,故采用刀具原始截面的分度圆半径0.5mZ来计算半展成角也是可行的。即:

采用刀具原始截面的分度圆半径来计算半展成角公式

由展成法的原理可知,在展成法运动中存在以下运动关系:

运动关系

“-”号与Y、C轴方向定义有关。这样,当编程输入工件和刀具的几何参数,由操作者对刀确定工件坐标系后,无干涉展成运动范围也就确定了。