插齒讓刀對齒部形狀影響的研究

黨 平

（中國重汽集團大同齒輪有限公司工藝部，山西 大同 037305）

引言

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。

1 大行程的調(diào)整范圍和插刀的上下運動行程（見圖1）

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）。

2 插齒的讓刀行程

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)。

3 主運動與讓刀運動的協(xié)調(diào)性影響工件質(zhì)量的分析

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。

4 結(jié)語

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。