一种用于加工K形齿廓齿轮的滚刀的制作方法

本技术涉及滚刀设计领域，具体为一种用于加工k形齿廓齿轮的滚刀。

背景技术：

1、目前常用剃齿修形后的齿廓公差带范围和齿廓形状如图1所示，剃齿加工后的齿廓形状必须处于要求的齿廓公差带范围内，其实际加工的齿廓形状的主要特点为：由两段或多段不同齿廓斜率偏差(fhα)修正齿廓连接而成，该形状类似k形，称为k形修形。齿轮在运转中承载扭矩后，齿廓形状一般会发生弹性变形，不利于齿轮精确传动，还会降低齿轮寿命，对齿轮齿廓进行k形修形后，承载扭矩后的齿廓更接近标准渐开线，传动精度更高，寿命也更长。

2、随着滚齿加工精度的提升，在齿轮齿数较少时，滚齿加工的齿形精度高于剃齿加工。传统滚刀加工的齿形是标准渐开线，因此为了使滚齿加工在齿轮齿数较少时代替剃齿加工，就需要滚刀具备k形齿廓修形的加工能力。

3、目前常用的滚刀主切削刃结构如图3所示，具有单一的压力角α，实际加工出的齿廓形状多为1条fhα无修正齿廓或1条带有fhα修正的齿廓，具体参见图2和图4，不具备加工两段或多段不同fhα修正齿廓的能力。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，可完全满足k形齿廓的加工要求。

2、本实用新型是通过以下技术方案来实现：

3、一种用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述滚刀的主切削刃修正段数量与待加工齿轮齿廓修正段数量相同；

4、当待加工齿轮的齿廓修正段数为两段时，滚刀包括均沿滚刀主切削刃轴线x对称分布的第一直线段和第三直线段，以及第二直线段和第四直线段，第一直线段和第二直线段自外向内组成滚刀主切削刃的左侧齿廓，第二直线段的起点为第一直线段的终点，第三直线段和第四直线段自外向内组成滚刀主切削刃的右侧齿廓，第四直线段的起点为第三直线段的终点，第一直线段和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α1，第二直线段和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α2，第三直线段的终点与滚刀主切削刃外侧延长线q的距离为滚刀的转变高度hz；

5、当待加工齿轮的齿廓修正段数为三段时，滚刀包括均沿轴线x对称分布的直线段一和直线段四、直线段二和直线段五以及直线段三和直线段六，直线段一、直线段二和直线段三自外向内组成滚刀主切削刃的左侧齿廓，直线段二的起点为直线段一的终点，直线段三的起点为直线段二的终点，直线段四、直线段五和直线段六自外向内组成滚刀主切削刃的右侧齿廓，直线段五的起点为直线段四的终点，直线段六的起点为直线段五的终点，直线段一和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α01，直线段二和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α02，直线段二和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α03，直线段四的终点与延长线q的距离为滚刀的第一段转变高度hz0，直线段五的终点与延长线q的距离为滚刀的第二段转变高度hz1。

6、优选的，所述的压力角α1满足如下关系式：

7、

8、其中α0为待加工齿轮的压力角，h1为待加工齿轮渐开线终止圆直径deap和修形转变直径dz1差值的二分之一，fha1为待加工齿轮上端修形量。

9、优选的，所述的压力角α2满足如下关系式：

10、

11、其中α0为待加工齿轮的压力角，h2为待加工齿轮修形转变直径dz1和渐开线起始圆直径dsap差值的二分之一，fha2为待加工齿轮下端修形量。

12、优选的，所述的转变高度hz为待加工齿轮修形转变直径dz1和齿根圆直径df1差值的二分之一。

13、优选的，所述的压力角α01满足如下关系式：

14、

15、其中α0为待加工齿轮的压力角，h01为待加工齿轮渐开线终止圆直径deap和第一段修形转变直径dza差值的二分之一，fha11为待加工齿轮第一段修形量。

16、优选的，所述的压力角α02如下关系式：

17、

18、其中α0为待加工齿轮的压力角，h02为待加工齿轮第一段修形转变直径dza和第二段修形转变直径dzb差值的二分之一，fha22为待加工齿轮第二段修形量。

19、优选的，所述的压力角α03如下关系式：

20、

21、其中α0为待加工齿轮的压力角，h03为待加工齿轮第二段修形转变直径dzb和渐开线起始圆直径dsap差值的二分之一，fha33为待加工齿轮第三段修形量。

22、优选的，所述的第一段转变高度hz0为待加工齿轮第二段修形转变直径dzb和齿根圆直径df1差值的二分之一。

23、优选的，所述第二段转变高度hz1为待加工齿轮第二段修形转变直径dzb和第一段修形转变直径dza差值的二分之一。

24、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

25、本实用新型一种用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，滚刀的主切削刃修正段数量与待加工齿轮齿廓修正段数量相同，滚刀的左侧齿廓和右侧齿廓沿滚刀主切削刃轴线x对称分布，当待加工齿轮的齿廓修正段数为两段时，滚刀主切削刃任意一侧由两段连续直线组成，第一直线段和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α1，第二直线段和轴线x的夹角形成滚刀主切削刃的压力角α2，第三直线段的终点与滚刀主切削刃外侧延长线q的距离为滚刀的转变高度hz。当待加工齿轮的齿廓修正段数为三段时，滚刀的主切削刃满足类似的结构，形成3个压力角和二段转变高度，每一个主切削刃在待加工齿轮的齿廓上加工出不同的fhα修正齿廓，达到满足齿轮k形齿廓修形的目的，可完全满足k形齿廓的加工要求，且由于滚刀的切削刃是直线形状，可轴向铲磨加工，制作工艺简单，刃磨后齿形不发生变化。

技术特征：

1.一种用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述滚刀(1)的主切削刃修正段数量与待加工齿轮齿廓修正段数量相同；

2.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的压力角α1满足如下关系式：

3.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的压力角α2满足如下关系式：

4.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的转变高度hz为待加工齿轮修形转变直径dz1和齿根圆直径df1差值的二分之一。

5.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的压力角α01满足如下关系式：

6.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的压力角α02如下关系式：

7.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的压力角α03如下关系式：

8.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述的第一段转变高度hz0为待加工齿轮第二段修形转变直径dzb和齿根圆直径df1差值的二分之一。

9.根据权利要求1所述的用于加工k形齿廓齿轮的滚刀，其特征在于，所述第二段转变高度hz1为待加工齿轮第二段修形转变直径dzb和第一段修形转变直径dza差值的二分之一。

技术总结
本技术一种用于加工K形齿廓齿轮的滚刀，主切削刃修正段对称且与齿轮齿廓修正段相同，两段时第一和第二直线段自外向内组成左侧齿廓，第三和第四直线段组成右侧齿廓，第一直线段和轴线X夹角为主切削刃的压力角α<subgt;1</subgt;，第二直线段和X夹角为压力角α<subgt;2</subgt;，第三直线段终点与主切削刃外侧延长线距离为转变高度Hz。三段时直线段一、二和三自外向内组成左侧齿廓，直线段四、五和六组成右侧齿廓，直线段一和X夹角为压力角α<subgt;01</subgt;，直线段二和X夹角为压力角α<subgt;02</subgt;，直线段二和X夹角为压力角α<subgt;03</subgt;，直线段四终点与延长线距离为第一段转变高度Hz0，直线段五终点与延长线距离为第二段转变高度Hz1，可完全满足K形齿廓的加工要求。

技术研发人员：金伟峰,姚景超,王艳丽,唐永鹏
受保护的技术使用者：陕西法士特齿轮有限责任公司
技术研发日：20230510
技术公布日：2024/1/15