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滚齿进给量的选择(补遗)

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本文为《滚齿进给量的选择》的一文的补遗，以另一种方式求解滚齿进给量的选择。文中一切符号与文献[1]相同。

1 用图解法求fa的各影响因子

德国Fette工具厂将文献[1]中表1的Fh1，Fm，Fz2，Fd，F(N/zn)，Fa等6个fa影响因子的方程式绘成曲线图。根据齿轮和滚刀的基本参数，可从曲线图上直接查到影响因子的数值，不必用指数方程式计算，以利车间滚齿工人直接应用。此外，曲线图还有可应用于被加工齿轮齿数z2>120的场合，及使Fh1等6个因子对fa的影响一目了然的作用。

    图1 顶刃切屑厚度h1因子Fh1的曲线
    图2 齿轮法向模数mn因子Fm曲线
    图3 齿轮齿数z2因子Fz2曲线
    图4 滚刀外径d因子Fd曲线
  1. 顶刃切屑厚度h1因子Fh1曲线见图1。
    一般h1实际值在0.1=0.4mm间。
  2. 齿轮法向模数m因子Fm 曲线见图2。
  3. 齿轮齿数z2因子Fz2曲线见图3。
    当z2≤120时，用b=0的曲线1。当z2>120时，按齿轮分度圆螺旋角b的值用插入法在对应于b=0°、b=30°和b=60°的曲线间求得。
  4. 滚刀外径d(mm)因子Fd曲线见图4。
    Fd值用插入法从对应齿轮分度圆螺旋角b=0°和b=60°的曲线间求得。

    图5 滚刀刃齿数N和滚刀头数z0因子F(N/z0)曲线
    图6 滚刀切入深度a和齿轮选形位移修正系数xp因子Fa曲线(取滚刀切入深度=2.25m及xp=0)
  5. 滚刀刃齿数N和滚刀头数z0因子F(N/z0)见图5。
  6. 滚刀切入深度a(mm)和齿轮齿形位移修正系数xp 因子Fa见图6。
  7. 在从图1～6上获得Fh1等6个影响因子的数值后，代入式(1)即可得应采用的滚刀轴向进给量fa(mm/r)值。
    fa= Fh1·Fm·Fz2·Fd·F(N/z0)·Fa (1)

2 SU齿轮刀具厂确定滚齿进给量的资料

SU厂是意大利齿轮刀具制造商。多年来向我国出口齿轮滚刀。1995年在工具行业总工程师会议上，SU厂举办技术讲座，谈及齿轮滚刀滚齿产生的切屑形状比较复杂，而且不断变化，用“平均切屑厚度hz”代表齿轮滚刀刃齿上的“平均机械负载”。其计算式为
hz= faz0
——
N
 (2)
式中fa——齿轮每转滚刀轴向进给量，mm/r
z0——齿轮滚刀头数
N——齿轮滚刀刃齿数
在国内外资料中使用式(2)者颇多。
SU厂在安排不同结构的滚刀进行切齿效率及切齿费用的比较时，采用相同的hz值为前提。对切小轿车齿轮的高速钢高效滚刀，其hz值选用0.6mm(附表)。3把齿轮滚刀采用相同的“平均切屑厚度—hz”：但用式(1)算得的“最大切屑厚度—h1max”是不同的。
齿轮、齿轮滚刀及切削参数数据表
滚刀
编号		 齿轮 齿轮滚刀 切削参数
m
(mm)		 z2 b d
(mm)		 z0 N 材
料		 涂
层		 结构 Vc
(m/min)		 a
(mm)		 fa
(mm/r)		 hz
(mm)		 h1max
(mm)
1 2 47 15° 100 3 15 5%钴高速钢 TiN 圆磨法齿轮
滚刀		 20 4.5 3.0 0.6 0.23
2 28 整体多刃齿
齿轮滚刀		 5.6 0.18
3 50 22 整体极多刃齿
不重磨齿轮滚刀		 4.4 0.23
注：
1.hz是试验前安排的数值，由此值计算出各滚齿试验用的fa值。h1max值是用式(1)根据fa值计算出来的值。
2.1#及3#滚刀的h1max值实际是0.225mm和0.229mm两个不同的数值，取2位小数化整均成为0.23mm。
1# 和3# 滚刀在取hz=0.6mm安排进给量时，所得的h1max达到0.23mm，和德国滚刀厂给的h1max≤0.25mm很接近。2# 滚刀的h1max为0.18mm，从滚刀性能考虑，其fa值还可采用较大值，以提高滚齿效率。出现上述原因的理由是：式2中hz与(z0/N)成正比，而h1max与(z0/N)1.762成正比，在后者中增加滚刀刃齿数以提高滚齿效率的效果更明显。笔者认为在安排大批量滚齿时，对进给量的选用，用h1max比hz更合理，也更适合目前欧美汽车行业摒弃圆磨法滚刀转而采用整体多刃齿轮滚刀以提高滚齿效率的现状。


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