专利名称：延伸错齿微小型滚刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种刀具设计方法，是专门针对加工模数m < 0. 05mm的微小型渐开线 齿轮的微小型滚刀的设计方法。
背景技术：
模数小于0. Imm的齿轮一般称为微小型齿轮，在航空、航天、兵器等领域中的微小 型精密传动、精密仪器、灵巧机构及微机电系统中，经常使用这种微小型齿轮。微小型齿轮 的加工精度将直接影响系统总体的精度和性能。滚齿是目前齿轮加工中用的较多的一种加工方法，生产效率高，使用普遍。滚刀和 滚齿设备是滚齿加工方法的核心组成部分，是保证齿轮加工齿形精度的关键。微小型滚刀 的合理设计是加工出高精度微小型齿轮的基础和前提。模数大于或等于0. Imm的滚刀，可以通过查询国家标准、运用传统公式进行设计， 但是对于模数小于0. Imm的滚刀，它与普通滚刀有很大的区别。当滚刀尺寸缩小以后，齿根 部铲磨愈加困难，加工误差变大，而且微型滚刀寿命短，磨损以后不易重磨。因此对微小型 滚刀设计，解决上述问题仍是一个难题。
发明内容
针对微小型滚刀制造困难，尤其齿根部铲磨困难；尺寸缩小以后加工误差变大及 其寿命短，磨损以后不易重磨的缺点，提出一种微小型滚刀设计新思路——延伸错齿微小 型滚刀。其基本原理为双头滚刀齿长向滚刀内侧延伸；每隔一个齿去掉一个齿，齿距增加一 倍；同一排齿上的全部齿属于同一头螺旋线上的齿，相邻两排上的齿为不同螺旋线上的齿， 如附图1所示，延伸错齿微小型滚刀上存在两头螺旋线I和II，(a)为延伸错齿微小型滚刀 某一排齿(假如该排上的齿全为螺旋线I上的齿)的轴向齿形与正常齿双头滚刀轴向齿形 对比图，其中i为正常齿双头滚刀第一头螺旋线上的齿；(b)为其相邻排上的齿(该排上的 齿全为螺旋线II上的齿)与正常齿滚刀轴向齿形对比图，其中ii为正常齿双头滚刀第二 头螺旋线上的齿。由图可见，延伸错齿微小型滚刀全齿高大于正常齿滚刀全齿高；延伸错齿 滚刀法向齿距是正常齿滚刀法向齿距的两倍。延伸错齿微小型滚刀全齿高计算公式如下延伸错齿微小型滚刀全齿高& = h+Ah = h+kh = (l+k)h，h为正常齿滚刀全齿 高，k为延伸系数，其值根据工件材料及切削时的刚度要求而定。
附图1为延伸错齿微小型滚刀与正常齿双头滚刀轴向齿形对比图。附图2为模数0. 05mm的延伸错齿微小型滚刀轴向齿形图。
具体实施例方式本说明以加工下述齿轮(材料为铜)的微小型滚刀为例进行说明模数mn = 0.05mm，齿数ζ = 41，变位系数ξ =0，螺旋升角β = 0°，分度圆压 力角αη=20°，齿顶高系数<=1.0，齿根高系数< 二 1.2，厚度B = 0.4mm。采用延伸错齿法设计所需结构的微小型滚刀。设计出的滚刀轴向齿形如附图2所 示。齿高延伸为0. 200mm(全齿高Iitl = 0. 2000mm)，滚刀基本蜗杆导程为0. 314mm。延伸错齿微小型滚刀全齿高Iitl计算正常齿滚刀全齿高h = ha+hf = (1. 2+0. 25)mn+mn = 2. 45mn = 0. 1225mm延伸错齿微小型滚刀全齿高hQ = h+Ah = h+kh = (l+k)h，k为延伸系数，其值根 据工件材料及切削时的刚度要求而定，在此k取0. 8.则延伸错齿微小型滚刀全齿高hQ = (l+k)h = 1.8X0. 1225 = 0. 2205mm经圆整，hQ取 0. 200mm.经过计算得出微小型滚刀参数如表1所示。表1延伸错齿微小型滚刀参数表
切前角r = o°削 参顶刃后角 =6°、丄//: 数侧刃后角模数mn = 0.05蜗杆导程Ao =0-314法向齿厚5 0 = 0.0785形齿顶高Aa0 =0.0725参全齿高h0 二 0.2数齿顶圆弧半径^oc=O齿根圆弧半径r0c = 0.03轴向齿形角a0 = 20°外径da=25 a孔径D=8全长丄=6结容屑槽数Zfc =12构容屑槽深度// = 3.0参铲背量足=0.6数槽形角θ = 45°槽底半径r = 0.45分圆直径J0 = 24.85分圆柱螺旋升角Λ =14'
权利要求
微小型滚刀齿高向滚刀内部延伸，使铲磨容易，刀齿切削角度和齿廓精度容易保证，齿部强度和刚度提高。
1.微小型滚刀齿高向滚刀内部延伸，使铲磨容易，刀齿切削角度和齿廓精度容易保证， 齿部强度和刚度提高。
2.微小型滚刀采用错齿结构，即(1)滚刀的容屑槽数与其螺纹头数之比为整数。(2)每隔一个齿去掉一个齿，齿距增大一倍。(3)同一排齿上的全部齿属于同一头螺纹上的齿；相邻两排上的齿为不同螺旋线上的
全文摘要
微小型滚刀的合理设计是加工出高精度微小型齿轮的基础和前提。本发明提出了一种微小型滚刀设计新思路——延伸错齿微小型滚刀，以解决微小型滚刀制齿、铲磨困难及其制备误差大，寿命短的问题。该种微小型滚刀(模数m≤0.05mm)相比普通滚刀而言，其齿高向滚刀内部延伸，容屑槽加深，以增大容屑空间，齿距增大一倍，使滚刀易于铲磨，制备误差小，齿部强度、刚度提高；相比跳齿加工法而言，加工效率及精度都大大提高，且在不用调整分度的情况下就可以加工出任意齿数的、符合要求的、高强度材料的微小型渐开线齿轮。
文档编号B23F21/16GK101982278SQ201010511470
公开日2011年3月2日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者刘佳, 刘志兵, 周家花, 焦黎, 王西彬, 纪广波, 解丽静 申请人:北京理工大学