机械设计专业毕业论文-磨前齿轮滚刀的设计与加工工艺.doc

1、本科毕业论文（20 届）磨前齿轮滚刀的设计与加工工艺所在学院专业班级 机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目：磨前齿轮滚刀的设计与加工工艺1设计的主要任务及目标（1）了解磨前齿轮滚刀的工作原理。（2）掌握磨前齿轮滚刀的齿形设计。（3）了解滚齿切削过程及其特点。 （4）了解磨前齿轮滚刀结构参数的确定。（5）了解磨前齿轮滚刀的公差与技术要求。（6）掌握磨前齿轮滚刀的设计步骤。（7）掌握磨前齿轮滚刀加工工艺并编制加工工艺过程

2、卡。2设计的基本要求和内容（1）要求了解齿轮滚刀的工作原理。（2）要求基本掌握磨前齿轮滚刀的齿形设计及结构设计，并能出产品图纸。（3）要求了解磨前齿轮滚刀加工工艺。（4）根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡。3主要参考文献（1）袁哲俊主编齿轮刀具设计上、下册，新时代出版社，1983 年（2）四川省机械工业局主编复杂刀具设计手册上、下册，机械工业出版社，1979 年（3）太原工具厂齿轮刀具工艺资料4进度安排设计各阶段名称 起 止 日 期1 确定设计思路，进行开题检查 2014.12.012014.12.222 磨前齿轮滚刀的齿形设计及结构设计，出产品图。 2014.12.222015.04.01

3、3 编制工艺过程卡，进行中期检查 2015.04.012015.04.204 根据设计的产品图，编制加工工艺过程卡 2015.04.202015.05.205 设计及图纸整理，准备答辩 2015.05.202015.06.05审核人： 年 月 日I磨前齿轮滚刀的设计与加工工艺摘 要：磨前齿轮滚刀，是在工件齿廓侧面(有时在底面)，留出一定磨削余量的滚刀。磨前齿轮滚刀可以使被加工齿轮轮齿的根部产生一定量根切，所以被广泛的用作高精度硬齿面齿轮的一种粗加工刀具。这种滚刀与普通齿轮滚刀的区别只在于齿形，磨前齿轮滚刀的齿厚要比齿轮滚的刀更薄一些，为的是留出一定的磨量，为下一步精加工做准备。齿轮机构，作为传

4、动机构中应用最为广泛的一种。它能传递空间中任意两轴之间的运动和力,并且具有传动效率较高、传动较平稳、功率范围较大、传动比较准确、工作较安全可靠、使用寿命较长等等特点。所以公认齿轮为机械工业的重要基础件,齿轮的制造水平也可以反映一个国家的工业技术水平。所以齿轮加工是机械制造的重要组成部分。随着工业的快速发展,齿轮用量的逐渐增加,我们需要改进和研究制齿方法及工艺。关键词：磨前齿轮滚刀 , 齿形 , 齿厚IIDesign and fabrication of pre grinding gear hobAbstract: The hob is a hob that leaves a certain m

5、argin in the profile of the workpiece (sometimes at the bottom).(Grinding of gear hob to be processing gear tooth root to produce a certain amount of undercutting), so it is widely used as the rough machining cutters for hardened gears with high precision. The difference between the hob and gear hob

6、 is only tooth, grinding gear hob tooth thickness gear hobbing cutter than thinner, to set aside a certain grinding capacity, to prepare for the next finishing.The gear mechanism is one of the most widely used in various transmission mechanisms. Because it can be any space between the axes of motion

7、 and force transmission, and has high transmission efficiency, large power range, stable transmission, transmission ratio is accurate, the use characteristics of long service life, safe and reliable work, etc., so recognized gear is an important foundation for industrial machinery and manufacturing

8、level of gears can also reflect a countrys level of industrial technology. So gear machining is an important part of machine manufacturing. With the rapid development of industry, the amount of gear is gradually increasing. We need to improve and study the method and process of tooth preparation.Key

9、words: pre grinding gear hob, tooth thickness， tooth shape III目 录1. 绪论 .- 1 -1.1 磨前齿轮 滚刀的概述 .- 1 -1.2 磨前齿轮滚刀的切削原理 .- 1 -1.3 磨前齿轮滚刀研究的目的及意义 .- 2 -1.4 磨前齿轮滚刀的发展概况和趋势 .- 2 -2.磨前齿 轮滚刀 的齿形、结构设计与计算 .- 4 -2.1 磨前齿轮滚刀的齿形形式 .- 4 -2.2 磨前齿轮的容屑槽 .- 5 -2.3 磨前齿轮滚刀的参数确定及尺 寸计算 .- 6 -2.3.1 外径和孔径 .- 6 -2.3.2 磨前齿轮滚刀的长度

10、 .- 7 -2.3.3 磨前齿轮滚刀的设计步骤与计算过程 .- 8 -3.磨前齿 轮滚刀的公差与技术要求 .- 13 -3.1 磨前齿轮滚刀的公差 .- 13 -3.2 滚刀技术要求 .- 18 -4.磨前齿轮滚刀的加工工 艺分析 .- 20 -4.1 零件分析 .- 20 -4.2 选择加工方法，制定工艺路线 .- 20 -4.2.1 滚刀表面加工 .- 20 -4.2.2 滚刀的 加工工艺路线 .- 20 -4.2.3.滚刀的工序尺寸及说明 .- 22 -总 结 .- 32 -参考 文献 .- 33 -致 谢 .- 34 - 1 -1.绪论齿轮滚刀是齿轮加工过程中使用最广泛的一种刀具，它

11、对机床、汽车、动力、重型、轻工等行业的齿轮精度、加工效率、经济性有着直接性的影响。我国齿轮滚刀的生产除了一些专业工具厂之外,重型、汽车、军工、拖拉机等等行业的许多企业都生产使用这类刀具。到目前为止，各个工具厂仍以传统的经验设计为主要方法，导致效率低，适应性差。齿轮滚刀就总体水平而言，与国外相比存在着一定的差距。而磨前齿轮滚刀就是齿轮滚刀其中的一种。1.1 磨前齿轮滚刀的概述齿轮滚刀，是按照螺旋齿轮的啮合原理，来加工直齿、斜齿圆柱齿轮的一种刀具。它相当于是一个齿数很少，螺旋角很大的斜齿轮。其外貌呈蜗杆状。其按照加工性质可以分为：粗切滚刀、精切滚刀、挤前滚刀、刮前滚刀、磨前滚刀、留磨滚刀、剃前滚刀

12、、花键滚刀、倒角修圆滚刀、渐开线滚刀、凹凸圆弧滚刀、同步带轮滚刀、摆线滚刀和双圆弧滚刀等等。磨前齿轮滚刀就是齿轮滚刀其中的一种，它是在工件齿廓侧面(有时在底面)留出一定磨削余量的滚刀。磨前齿轮滚刀可以使得被加工齿轮的轮齿根部产生一定量的根切，则被广泛的用作高精度硬齿面齿轮的一种粗加工刀具。这种滚刀与普通齿轮滚刀的区别只是在于齿形，磨前齿轮滚刀的齿厚要比齿轮滚刀更薄一些，为的是留出一定的磨量，为下一步精加工做准备。1.2 磨前齿轮滚刀的切削原理齿轮滚刀，是按展成法加工齿轮的一种刀具。在齿轮制造过程中应用的很广泛。可用来加工外啮合的直齿轮、斜齿轮、标准齿轮和变位齿轮。加工齿轮的范围也比较大，从模数

13、大于 0.1mm 到小于 40mm 的齿轮，均可用齿轮滚刀来加工。加工齿轮的精度一般可以达到 79 级。在加工超高精度的滚刀和严格的工艺条件下，也可以加工精度达到 56 级的齿轮。用同一把滚刀可以加工模数、压力角相同的任意齿数的不同齿轮。是利用螺旋齿轮啮合的原理来加工齿轮的。- 2 -在加工的过程中，滚刀相当于是一个螺旋角很大的斜齿圆柱齿轮，其与被加工齿件作空间啮合，滚刀的刀齿就慢慢将齿轮齿形逐渐的包络出来了。滚刀的旋转运动构成了主切削运动，滚刀的轴线与工件的端面倾斜成 角。滚刀每转一转工件就转过一个齿（当滚刀为单头时）或数齿（当滚刀为多头时） ，以形成圆周进给和展成运动。这是为了在齿轮的全齿

14、宽上切出牙齿。齿轮滚刀有沿着齿轮轴线方向的进给运动。如图 1.2.1。图 1.2.1 在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理1.3 磨前齿轮滚刀研究的目的及意义齿轮刀具无论是从加工制造还是从设计计算上来看，都是所有刀具中最为复杂的一种。齿轮刀具的种类有很多多，并且各有特点。目前，对于齿轮刀具的设计和制造，还有许多的问题尚待深入的研究和解决。想要真正的掌握和了解各种齿轮刀具的设计方法与制造过程，还必须对各种齿轮的啮合原理加以深入仔细的研究。为了提高齿轮滚刀的切削加工效率、提高齿轮的质量和刀具的寿命，创新切齿方法以及新的齿轮刀具，改进刀具的几何角度，深入研究齿轮刀具的设计理论和设计方法，制定合理的刀具

15、公差等等，是有现实意义的。 1.4 磨前齿轮滚刀的发展概况和趋势滚刀因为其体积较小、重量较轻、移动较方便、操作较简单、使用较安全、效率较高、造型较美观、细度准确可调，在制造业里是不可缺少的刀具。从滚刀行业的整体来看，我国滚刀是行业发展里面的最大短板，也是产业- 3 -升级里的最大障碍。针对这一情况，国家计划并实施了高档滚刀与基础制造装备这一科技重大项目。其包含了十多个项目，五十多个课题，围绕滚刀的系统、功能部件、冲压设备、数字化工具系统及量仪、锻造设备等等作了很详细的研究发展计划。因为滚刀是装备制造业中的工作母机，高档滚刀更是国防、航空、汽车等等几大制造行业中的根本设施。只有很好的控制了滚刀的

16、应用，才能在装备制造产业上很好的占据制高点。如今面对滚刀市场现在的局势，怎样才可以快速崛起并且成为滚刀强国呢?综合未来的态势，我们总结出这样两个方面的理念。1、思维理念。我们需要转变原来的思维理念，努力制造出更符合市场需求的高质量滚刀。2、生产理念。保守的生产工艺已经不能够满足未来滚刀市场的各样需求。所以我们的企业需要不断的创新、不断的加入新鲜的元素，打造更加高效、高质量的滚刀产品。近年来滚齿技术发展的十分快。因采用了优质高速钢和刚性高的滚齿机，以及相应的改进滚刀结构。使得滚齿速度提升到了 100 米/分。许多工业部门日益广泛的采用了多头滚刀。在重型机器制造厂中采用了一些高效率粗加工滚刀。用硬质合金滚刀高速滚切齿轮的实验国内外都在进行。2.磨前齿轮滚刀的齿形、结构设计与计算- 4 -2.1 磨前齿轮滚刀的齿形形式（1）磨前齿轮滚刀对齿形设计有如下几点要求：齿轮的留磨余量要均匀。磨前齿轮在齿根处要求有一定的根切。磨前齿轮的渐开线的长度应该足够长。（磨前和磨后齿轮的齿形见图 2.1）图 2.1 磨前和磨后齿轮的齿形A被切齿轮在分度圆上的齿厚留磨余量表 2.1 齿轮分圆上的齿厚（2）磨前滚刀的齿形型式 常用的磨前齿轮滚刀的齿形有如下几种型式（见图图 2.2）模 数 nM11.75 23.25 3.56.5 710留磨余量 A（mm） 0.2 0.3 0.4 0.5