黨 平
(中國重汽集團大同齒輪有限公司工藝部,山西 大同 037305)
插齒是齒輪加工過程中的一道重要工序,加工齒部目前在機械加工行業(yè)中大都選擇插齒工藝來完成,所以對插齒的研究是作為一名工藝員必須要掌握的一項重要工作。
對于插齒,除對刀具,切削用量的選擇很重要外,刀具的上下往復運動和讓刀運動的調(diào)整也非常重要。
圖1 行程長度確定示意圖
插刀行程:H=B+2ΔH=1.2B,式中:H為插齒刀行程長度;B為齒坯寬度;ΔH為插齒刀的超越行程長度(最小為2mm)。
讓刀運動是插齒機的重要運動之一,它直接關(guān)系到機床工作的協(xié)調(diào)性,精度的高低,振動和噪音的大小都要達到標準。為此首先要求讓刀運動與刀具往復運動有對應的同步傳動,即刀具上下往復一次,必須有一次讓刀,并要求刀具在切削行程時保持直線運動,而回程時讓刀,插刀的運動軌跡(如下頁圖2所示)。
圖中插刀從A點開始,沿著A→B→C→D軌跡運動,AB段為插刀的主運動行程,BC段為讓刀行程長度,CD為刀的主回程長度與AB相等,DA為讓刀的回程長度與BC相等。
這種情況屬于正常讓刀運動,即刀從最高點A點開始向下運動,當?shù)哆\動到最低點B點時,刀具開始做讓刀運動從B點到C點,讓刀完畢,這時刀具再做主行程的回程運動從C點到D點,再從D點回到起始點A點,做了一個完整的循環(huán)。
讓刀運動與刀具上下往復運動之間除要求有同步運動外,還要保證刀具能沿正確的軌跡做上下運動。在讓刀行程長度不變的情況下,由于設備的讓刀凸輪的型面曲線磨損或調(diào)整等原因,會出現(xiàn)提前讓刀和滯后讓刀兩種不正常情況,分別解述如下:
1)提前讓刀對刀具的使用壽命和工件質(zhì)量的影響。如下頁圖3所示。圖3中,插刀從A′點開始向下運動,由于是提前讓刀,所以插刀走到E′點時就開始讓刀,而這時插刀的主行程運動還在向下到B′點,所以插刀實際運動路線是E′C′斜線段,當插刀運動路線從C′點到D′點的過程中,在F′點就開始讓刀回程,走的也是斜線F′A′的路線,最后再回到A′點完成一個循環(huán)。
分析,提前讓刀:即在插刀還未到插齒的主運動下端點時,插刀就開始讓刀的一種情況。
圖2 插刀的運動軌跡
圖3 提前讓刀插刀運動的軌跡
由于提前讓刀,所以插刀本來在最下端B′點讓刀而實際是在E′點就開始讓刀,出現(xiàn)E′C′斜線的情況。出現(xiàn)這種情況時,會導致:插不通;打刀,崩刃;工件齒部的齒形變化等(如圖4所示)。
圖4 齒形變化圖
從圖4可以看出,提前讓刀從齒頂寬度方面就能發(fā)現(xiàn):齒項出現(xiàn)上窄下寬的情況。如果提前讓刀太多(2mm 以上)就會出現(xiàn)插不通或打刀的現(xiàn)象。
2)滯后讓刀對刀具的使用壽命和工件質(zhì)量的影響。滯后讓刀:當插刀運動到最下端時,讓刀還沒開始,這時刀具開始執(zhí)行回程運動,在回程運動途中才開始讓刀(見圖5)。
圖5中插刀從最高點A′點開始向下運動,正常情況下,刀具應該在B′點開始讓刀,但由于滯后讓刀,所以插刀開始回程,當?shù)毒呋氐紼′點時才開始讓刀到達C′點,這時刀具從C′點到達D′點,由于讓刀比正常滯后,所以當?shù)毒叩竭_最高點D′點時,刀具既要向下開始下一個行程又要進行讓刀回程,所以刀具此時運動路線為D′F′斜線,
圖5 滯后讓刀插刀運動的軌跡再開始下一個循環(huán)。
分析,由于滯后讓刀,所以刀具在運行B′E′時,刀的側(cè)刃與工件相磨擦,故刀具此時磨損嚴重;當?shù)毒哌\行D′F′斜線段時,此時刀具既要向下運動還要逐漸進刀,這樣的進刀方式插出來的工件齒項肯定會出現(xiàn)上寬下窄的情況(如圖6所示)。
圖6 齒形變化圖
從上圖6可以看出,滯后讓刀加工出的工件會出現(xiàn)齒頂上寬下窄的現(xiàn)象,由于插刀的側(cè)刃和工件相抵觸,所以插刀的刀刃磨損嚴重,刀具壽命大幅度下降,如果讓刀滯后在2mm 以上時,插刀在向下運動開始后,就容易打刀。
綜上所述,不論是提前讓刀還是滯后讓刀,這兩種情況都會對工件的質(zhì)量和刀具壽命造成影響,如果加工的是接合齒,還會影響正常掛檔,使掛、摘檔困難。故在調(diào)整插齒機時,一定要認真檢查插齒機的讓刀系統(tǒng)是否正常,否則加工出的工件就不能滿足圖紙和裝配要求。