利用萬能工具磨刃磨滾刀

谷原林

摘要:在齒輪傳動中齒形誤差是齒輪精度的重要指標(biāo),直接影響齒輪傳動的工作平穩(wěn)性,使輪齒在嚙合過程中產(chǎn)生振動和噪聲。而在影響齒形誤差的各種因素中,滾刀的刃磨誤差尤為重要。

關(guān)鍵詞:齒輪傳動;滾刀

由于滾刀的齒背是經(jīng)過鏟磨的螺旋面,因此當(dāng)滾刀用鈍后只需刃磨滾刀前刃面。滾刀有直槽滾刀和螺旋槽滾刀兩大類,一般都設(shè)計成0°前角,所以直槽滾刀的前刃面是一個通過滾刀軸線的徑向平面,而螺旋槽滾刀的前刃面是一個阿基米德螺旋面,其在滾刀端剖面內(nèi)的截形是一條通過中心的徑向直線。經(jīng)過刃磨后的滾刀前刃面還應(yīng)保持這樣的位置形狀,因此滾刀刃磨后為保持滾刀原有的精度,需要保證以下三條原則:滾刀各排刀齒的前刃面必須在圓周等分上;在滾刀端剖面內(nèi),前刃面必須通過滾刀的中心;直槽滾刀的前刃面必須與滾刀軸線相平行,螺旋槽滾刀的前刃面導(dǎo)程必須與原設(shè)計相符。

為了保證滾刀刃磨的精度要求,滾刀的刃磨最好采用專用的滾刀刃磨機床。因為這種專用的滾刀刃磨機床有精確螺旋運動機構(gòu)、砂輪修整機構(gòu)、等分分度機構(gòu)和砂輪頭架調(diào)整機構(gòu),刃磨后的精度和刃磨的效率均較。由于這種專用機床較少,在不具備滾刀刃磨機床的條件下,也可在一般的萬能工具磨床上采用靠模、闊形齒托或?qū)ｉT夾具進(jìn)行刃磨,但是,這樣的方法,受到了夾具本身精度或操作誤差的限制。因此,使得刃磨效果不佳,具體可表現(xiàn)在滾刀的前角、螺旋槽的等分和導(dǎo)程等誤差較大,精度顯著下降,嚴(yán)重地影響了滾切齒輪的精度和滾刀的使用壽命,使得滾刀刃磨后的精度很難保證。

在萬能工具磨床上刃磨直槽滾刀與刃磨一般的鏟齒成形銑刀相類似,利用正弦尺、精密分度板等附件,來控制導(dǎo)程螺旋槽等分和前角進(jìn)行刃磨,但是要注意以下幾點:最好采用砂輪的錐面刃磨,以減小砂輪與前刃面的接觸面積,防止?jié)L刀燒傷、退火。砂輪位置的的調(diào)整應(yīng)使砂輪錐面母線通過滾刀的中心。一般可用樣板進(jìn)行找正,當(dāng)砂輪錐面母線與樣板工作面密合時即可。砂輪的錐面須用夾具休整,使之保持平直和光整。休整夾具加裝在機床磨頭架上。當(dāng)砂輪磨鈍后,只要移動砂輪拖板,然后轉(zhuǎn)動手輪,使齒條形導(dǎo)柱往復(fù)移動,導(dǎo)柱上的金剛筆就可修整砂輪錐面。滾刀刃磨時必須用分度板或等分盤分度,以保證滾刀各排刀齒的前刃面必須在圓周等分上。刃磨時滾刀應(yīng)安裝在精密的直胎芯軸上,對于小模數(shù)滾刀也可使用1:4000~1:5000的錐度芯軸。砂輪最好采用小角度單斜邊砂輪,砂輪外徑根據(jù)所刃磨的滾刀選取。刃磨時砂輪的進(jìn)給不能用轉(zhuǎn)動工作臺橫向手輪的方式進(jìn)行,必須通過改變分度板定位銷的位置或利用特殊的進(jìn)給夾具來實現(xiàn)。

在萬能工具磨床上刃磨螺旋槽滾刀時,由于滾刀的前刃面是一個不可展開的阿基米德螺旋面,因此必須解決以下的幾個問題:在萬能工具磨床上要附加一套精確螺旋運動機構(gòu),使?jié)L刀在隨機床臺面做直線進(jìn)給運動的同時還繞自身軸線做附加運動,以便形成一個螺旋的前刀面。最簡便的螺旋運動機構(gòu)可以用靠模板來解決。必須解決砂輪工作面對前刀面的干涉問題,才能保證滾刀前刀面的徑向直線性。

由于滾刀的前刀面的徑向直線性要求很高,刃磨時必須使用砂輪的錐面磨制,同時砂輪的軸線必須對裝置滾刀的芯軸軸線偏斜一個相當(dāng)于分圓處螺旋角(其數(shù)值等于滾刀螺旋槽螺旋角的余角)。在理論上,當(dāng)砂輪的工作面為正圓錐面時是不可能磨出一個阿基米德螺旋面的。前刃面將由于干涉現(xiàn)象而呈中凹的形狀。但是滾刀的螺旋角小于3°的情況下,這種干涉不是很嚴(yán)重,可以將砂輪主軸的回轉(zhuǎn)角減小30′~1°,即利用砂輪的弧形曲面來抵消干涉的影響,從而獲得比較理想的徑向直線,而在刃磨直徑小、螺旋角大的滾刀時(例如多頭蝸輪滾刀),干涉的現(xiàn)象就比較嚴(yán)重,因此必須將砂輪錐面的母線休整成適當(dāng)?shù)耐馔骨€來補償。一般情況下,可以根據(jù)被刃磨滾刀前刃面直線性的檢測結(jié)果,用手工休整砂輪,并經(jīng)過多次的反復(fù)試磨及檢測,直至前刃面的形狀符合要求為止。