滚齿工艺培训

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1、 滚齿工艺培训滚齿工艺培训 杨韬杨韬 Yangtao 1.滚齿工序的输出2.过程流程介绍3.滚齿加工原理4.滚齿设备（加工设备和检测设备）原理- 设备的整体结构- 传动原理- 工装结构及原理5.设备输入参数和产品参数计算6.PFMEA内容的展开与控制方法- 工装- 设备- 检具- 来料7.考试2二、内容二、内容1、滚齿工序的输出、滚齿工序的输出： 滚齿过程是对零件齿形、齿向的粗加工，再经过热处理变形+磨齿、珩齿对齿形精加工或剃齿+热处理变形，最终得到产品要求的齿轮参数。滚齿输出的齿轮参数滚齿输出的齿轮参数Mdk 跨棒距fH 齿形角误差fH 齿向角误差ff 齿形形状误差ff 齿向形状误差dna

2、有效渐开线起始点dnf 有效渐开线终止点Fp齿距累计误差Fr齿圈径向跳动fp单齿齿距误差fs齿形一致性fs齿向一致性1、热处理变形+齿形精加工2、剃齿+热处理变形成品齿轮参数成品齿轮参数Mdk 跨棒距fH 齿形角误差fH 齿向角误差ff 齿形形状误差ff 齿向形状误差dna 有效渐开线起始点dnf 有效渐开线终止点Fp齿距累计误差Fr齿圈径向跳动fp单齿齿距误差fs齿形一致性fs齿向一致性2 2、滚齿加工原理、滚齿加工原理： 滚齿属于展成法加工，可看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个或多个齿距（根据滚刀头数而定），滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续

3、移动。当滚刀与毛坯间严格按照齿轮与齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的渐开线齿廓。滚齿加工运动：滚齿加工运动：主运动主运动 滚刀的回转运动称为主运动。分齿运动分齿运动强制齿轮坯与滚刀保持与齿条的啮合运动关系的运动称为分齿运动。垂直进给运动垂直进给运动滚刀沿被切齿轮轴向的移动，即为垂直进给运动。附加运动附加运动当滚刀延工件轴线的移动量等于齿轮分度圆上的螺旋导程P时，齿坯再分度圆运动的基础上正好附加多转一转，即为附加运动。分齿运动公式：分齿运动公式：工作台转速（工作台转速（r/minr/min）=K=Kn/zn/z

4、n-滚刀转速K-滚刀头数z-被加工齿轮齿数）附加运动公式：附加运动公式：工作台附加转速（工作台附加转速（r/minr/min）=K=Knf/zpnf/zpn-滚刀头数K-滚刀头数z-被加工齿轮齿数f-滚刀轴向进给速度p-齿轮螺旋导程：p=dtan 加工斜齿轮时，除了滚刀回转运动、工作台分齿运动与滚刀垂直进给运动外，还增加了一个附加运动，所以加工时工作台的实际转速是由分齿运动与附加运动合成的，具体运动如下：工作台实际转速工作台实际转速=Kn/z=Kn/z（1 1f/pf/p）（滚刀与被切斜齿轮旋向相同时为+，相反时为-）3 3、设备（加工设备和检测设备）原理、设备（加工设备和检测设备）原理 南昌

5、工厂滚齿机种类如下： Kashifuji KN151、 Kashifuji KN152、Gleason210H、YS3120CNC6、Felsomat FHC180、 Kashifuji KA200E、 YKX3132M、Kashifuji KN152 Gleason130H，它们的加工原理基本一致，下面以Kashifuji KN151滚齿机为例进行介绍。设备的整体结构设备的整体结构 KN151滚齿机的主要组成部分包括：1.机床控制面板2.工作台3.刀架4.尾架5.液压系统6.气压系统7.FANUC数控系统8.机械手自动上料机构机床控制面板机床控制面板工作台工作台刀架刀架尾架尾架机械手机械手气

6、压系统气压系统液压系统液压系统FANUCFANUC系统系统机床各轴示意图：X X轴轴Y Y轴轴Z Z轴轴C C轴轴B B轴轴A A轴轴 下表是Kashifuji KN151滚齿机主要技术性能。在产品滚齿工艺开发前期的可行性分析时我们可以根据机床的主要技术性能来初步确定产品是否可以在机床上加工，给定切削参数是否能在机床上实现。常规规格常规规格最大工件直径150mm最大工件模数M4最大轴向行程400mm最大滚刀架回转角度45最小最大齿数4/1000工作台最高转速150转/分工作范围工作范围滚刀至工作台中距离15-150mm工作台至支撑顶尖距离190-800mm滚刀转速与进给速滚刀转速与进给速度度最

7、大滚刀转速（无极变速）100-1330转/分轴向进给速度（无级变速）0.01-10mm/转径向进给速度（无级变速）0.01-10mm/转最大滚刀窜刀行程150mm滚刀滚刀最大滚刀尺寸直径长度130mm 180mm主轴锥端锥度N.T.40工装结构及原理工装结构及原理 KN151滚齿机的工装主要分为轴类与片齿轮类两种。轴类零件工装由尾架顶尖、底碗、弹性夹头与底座顶尖组成，具体装夹过程如下：1.零件通过机械手安放在底碗上，底碗端面与零件定位端面贴紧，起到限位与支撑作用；2.尾架顶尖顶下降顶紧零件，同时工装底座内的活动顶尖提供一个向上的支撑力，通过两顶尖的定位与顶紧以保证零件加工时的同轴度；3.零件顶

8、紧后，机床底部的油缸通过连接杆下拉弹性夹头从而夹紧零件外圆，以防止零件在加工过程中发生错位。整个装夹过程完毕。顶尖与弹性夹头的夹紧力都是通过液压调节的。尾架顶尖定位底座 装夹示图弹性夹头活动顶尖油缸连接杆 夹具装配图尾架顶尖片齿轮类零件工装由尾架顶尖、底碗与弹性芯轴组成，装夹的过程如下：1、零件通过机械手安放在底碗上，底碗端面与零件定位端面贴紧，保证零件装夹时的端跳；2.弹性芯轴下降穿过零件内孔，其上的弹性套受力膨胀胀紧零件内孔，保证加工时零件与工作台的同心度；3.尾架顶尖上的压盖压下降压紧零件另一端；整个装夹过程完毕。弹性套的涨紧力与压盖的压力都是通过液压调节。定位底座尾架顶尖 装夹示图弹性

9、胀套油缸连接杆 夹具装配图尾架顶尖滚刀滚刀 滚刀实质上是一个渐开线圆柱斜齿轮，其齿数很少，而螺旋角很大故外型呈蝸杆状，该蝸杆称之为滚刀的基本蝸杆，在经过铲背开槽就成了滚刀，常见的大部份滚刀的基本蝸杆为阿基米德蝸杆。由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的，所以边缘上的几个刀齿是不完整的刀齿，所以要在程序上去除此段长度。 根据加工的零件不同滚刀一般分为三类：滚-磨（珩）滚刀、滚-梯滚刀，主要区别在于其刀齿齿顶凸角宽度是根据所加工零件的留磨、留剃余量进行设计制造的（下图为BR3R-7100-AB二轴一档的滚刀，零件磨齿余量为单边0.01mm，所以滚刀凸角设计成0.095mm宽以满足磨齿工艺的要求。 Kash

10、ifuji KN151滚齿机主要使用的是NACHI滚刀，基体由粉末冶金制成，强度、硬度、韧性、耐磨性高，采用TiN图层，线速度可达160-200mm/min。滚刀的安装滚刀的安装 KN151滚齿机使用的是组合式滚刀（滚刀+芯轴与滚刀+轴套两类），所以滚刀组装完成后需要在滚刀径跳检测仪上校正好两端径跳（径跳0.01mm），再安装上刀架。芯轴芯轴滚刀跳动的检测与调整滚刀跳动的检测与调整滚刀滚刀轴套轴套+ + +滚刀滚刀1.右旋滚刀滚切右旋工件：= -02.右旋滚刀滚切左旋工件: = +03.左旋滚刀滚切左旋工件: = -0 4.左旋滚刀滚切右旋工件: = +0 滚刀的安装角取决于滚刀的螺旋升角0和

11、被加工齿轮的旋向、螺旋角，具体情况如下： 5.5.设备输入参数和产品参数计算设备输入参数和产品参数计算 滚齿切削参数（设备输入参数）主要是通过零件的加工节拍来确定的，通过加工节拍确定加工时的滚刀的转速、进给量，再根据转速、进给量选定不同材质、图层的滚刀。下面以V6一轴为例进行推倒。成品基本参数：成品基本参数：Z=29Mn=2n=17.5=31.5LHB=27.98（0/-0.35）da=75.07（0/-0.14)df=61.98(0/-0.26)dna=74.6(0/-0.47）dnf=65.1Sn=3.493(0/-0.02)fHa（C/D)=00.006fH(C/D)=00.006因为一