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前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的刃磨 |
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作者：张载洛 周湘衡 刘波 |
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一、前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的刃磨方式
一般原理
首先，要求刃磨后的前刀面必须平行于基准面(刀柄平面)，以保证前刀面齿形，这对梳刀的精加工尤为重要(见图1)。
图1 前面平行于刀柄平面(基准面)
由于斜梳刀一般是多齿的，因此要求该梳刀所有齿的前刀面均在同一平面上且平行于基准面。否则，将会引起周节及齿形的畸变。此外，刃磨后的两侧切削刃要在同一平面上，该面也应平行于基准面(如图2 中的点划线所示)。 
图2 侧刃特殊刃磨示意图
在对侧刃进行特殊刃磨时(见图2)，对于锐边侧(右旋刀之左侧刃)采用斜面磨，目的在于增大切削角，减小前角；对于钝边侧(右旋刀之右侧刃)，采取成形磨削，使得切削角由钝角变成锐角，前角由负值变为正值。这样，左、右两侧的各切削角大体对称相等，且与待切工件相适应。如图2 所示，刃磨时的必要参数均铭刻在刀柄平面(基准面)上。其中，两边的αM值分别对应于(90° -σ)和(90° -δ)。两侧的βM则需根据对应切削角的大小及设定的前角值(根据待切材料的性质选取)分别进行计算。
精斜梳刀的刃磨
首先按图1要求刃磨前面至钝角侧的刃口宽度略大于0.5mm。然后对两侧进行如图2所示的特殊刃磨，刃磨后的结果如图3所示。
图3 精斜梳刀的刃磨
应特别指出的是：对精梳刀的顶刃不再进行特殊刃磨，因为此时顶刃不参与切削工作。
粗斜梳刀的刃磨
首先与刃磨精梳刀一样，先磨前刀面；然后对顶刃进行特殊刃磨；最后对两侧进行如图2所示的特殊刃磨。粗斜梳刀刃磨后的结果如图4所示。
图4 粗斜梳刀的刃磨
对顶刃进行特殊刃磨的必要性：
第一，如果不对顶刃进行特殊刃磨，则其前角g通常为6.5°，而粗加工用斜齿梳齿刀切削时的前角以11°左右为宜，因此需要对顶刃进行特殊刃磨以增大前角。解决办法：借助于工具磨床(如WS-3)的“磨轮提升机构”，使得在对顶刃进行特殊刃磨时，从某点开始，磨出一附加前角γM(见图5)。这样刀具在切削时的实际前角即为(γ +γM)。
图5 磨轮提升点及形成附加前角的示意图
第二，如不特殊刃磨，则顶刃与两侧刃不在同一个平面上，尽管是粗加工刀具，仍可能使齿形的畸变超出允许范围。解决办法：顶刃刃磨时采用圆柱形砂轮，使得刃磨后的顶刃不再是直线，而是圆弧线。这时，要求该圆弧中点与两侧刃在同一平面上，使齿形误差降低到允许的程度。
二、前刀面为对称齿形的斜齿梳齿刀的刃磨方式
前刀面为对称齿形的斜齿梳齿刀(以下简称“国产刀”)不分粗、精刀具，特殊刃磨用同一种方法，其结果如图6 所示。
图6 “国产刀”特殊刃磨示意图(见A—A 及C—C 截面)
从图6 可以看出：由于在前刀面磨平之后，不再对顶刃进行特殊刃磨，使γ = 0°，这对切削很不利；其二，为了使两侧刃与刃磨前刀面的误差尽可能小、从而尽可能地控制齿形精度，其锐边只允许磨出0.5mm 的宽度，因此刃磨较难掌握。
综上所述，前刀面为对称齿形的斜齿梳齿刀(“国产刀”)刃磨后切削困难，齿形精度也较低。
三、设计与刃磨方式的兼容性
根据以上分析对比，对于前刀面为对称齿形的斜齿梳齿刀(“国产刀”)精梳刀，完全可以采用第2章第2节所述前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的刃磨方式。因为精梳时顶刃不参加切削，因此顶刃可以不作特殊刃磨。
对用于粗加工的前刀面为对称齿形的斜齿梳齿刀而言，若采用前刀面为非对称齿形的斜齿梳齿刀的刃磨方式，其顶刃刃磨后的前角最多只能达到gM，这个角度还太小(一般γM = 4°)，切削仍然较困难，但比原来零度前角时会有一些改善。
由此可见，刀具的刃磨方式与设计是密不可分的。目前我国引进了为数不少的采用齿条刀具进行切削的专用齿轮机床，但真正用于加工斜齿轮特别是(窄空刀槽)人字齿轮的不多。
因此，相对于其他齿轮加工工艺方法而言，用这样的斜梳齿刀能够切制出较高精度、较高硬度(HB300～360)、较大模数(m=30～40)的斜齿轮以及带窄空刀槽的人字齿轮。由此可见，能够兼容好的加工刃磨方式的设计才是好设计。
作者：衡阳有色冶金机械总厂 张载洛 周湘衡 刘波 叶助青 刘吉(end)
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(12/28/2006) |
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