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《直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、锻压技术1998年第3期·模具·直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形设计3青岛建筑工程学院(266033)田福祥摘要提出了直齿锥齿轮精锻模具和电极齿形的设计方法,从而显著地提高了模具齿形的电火花加工效率和加工精度。关键词锥齿轮精密模锻模具齿轮制造DesignoftoothformofdieandelectrodeforprecisionforgingspurbevelgearTianFuxiangAbstractThedesignprocedureoftoothformofdieandelectrodeforprecisionforgingspurbevelgearwaspresented.Thee
2、lectricsparkefficiencyandprecisionoftoothformofdiecanberaised.KeywordsBevelgearPrecisiondieforgingDieGearmaking模具及三种电极的齿形并不相同。上述各种齿一、概述形的正确依从关系和应计入的影响因素如图1所示。直齿圆锥齿轮(俗称直伞齿轮)精锻技术的关键是模具齿形和电极齿形设计。现行生产中电极设计很不合理,致使模具齿形加工精度低,加工效率低。作者在文献[1]中提出了齿轮精锻的当量线膨胀率计算公式、渐开线齿廓线膨胀定理和圆柱齿轮精锻模齿形参数计算方法。本文则在文献[1]基础上给出直伞齿轮精锻
3、模具和电极齿形设计方法,从而显著提高模具齿形的电火花加工效率和精度。图1电极、模具、锻件齿形与成品齿轮的通常的锥齿轮精锻工艺包括三道塑性变形依从关系及影响因素工序:粗锻(始锻温度900～1100℃)、精锻理论分析和实验表明,锥齿轮锻件、模(始锻温度650～800℃)、冷精压(室温下的冷具、电极的分锥角应等于成品锥齿轮的分锥角整形)。模具齿形加工采用多电极型腔电火花加(证明略)。作者称此结论为分锥角不变设定。本工方法。需用三种电极:粗打电极、中修电极、文建立的公式即基于此设定和文献[1]的有关精修电极。由于多种因素影响,成品齿轮、锻件、理论。本文涉及的参数较多,为便于识别,将文中3男,46岁,
4、副教授收稿日期:1997—11—21出现的直伞齿轮参数代号列于表1,后文不再52′注释。r=r(4)ff表1直伞齿轮参数代号r′v-rvr′-rR′=R+=R+(5)类别齿轮锻件模具粗打电极中修精修tanDsinD参数名称成品齿形齿形烧损后烧损前电极电极invA′=invA+$cosD(6)rcosA大端端面模数mm′m″m1m2m3A′的求解方法是由式(6)算得展角invA′,再由分度圆半径rr′r″r1r2r3渐开线函数表查得A′,或用迭代法计算A′(参见齿顶圆半径r′″ararara1ra2ra3文献[1])。后文的A1、A2、A3也由各自的公式齿根圆半径rr′r″rrrffff1f2
5、f3仿此求得。齿形角AA′A″A1A2A3锥距RR′R″R1R2R3分锥角D齿数Z基圆半径rr′r″r3r当bvbvbvbv1bv1分度圆半径r′″3量vrvrvrv1rv1齿齿顶圆半径r′″3avravravrav1rav1轮齿根圆半径r′″3rrrrfvfvfvfv1fv1二、锻件齿形图2直伞齿轮锻件图直伞齿轮锻件(粗锻件或精锻件)如图2所示,图中双点划线为成品齿轮的轮廓,该锻件尺寸基于以下条件:(1)假定锻件背锥余量已车削掉(此余量尺寸等于锻造飞边厚度)。(2)根据氧化皮影响程度和后续精加工(冷精压或磨削等)要求,锻件齿廓留有加工余量。(3)精锻工艺可满足齿顶和齿根的精度要求,齿顶和齿
6、根不留精加工余量。图3是图2所示齿轮锻件的当量齿轮的一个齿(齿轮锻件大端齿形)。图中粗实线为锻件图3直伞齿轮锻件大端齿形齿廓,双点划线为成品齿轮齿廓,$为单边法向上述公式对于粗锻件和精锻件都适用,只是余量$取值不同。对于冷精压件,$=加工余量。用文献[1]的分析方法,由图2、图0,锻件齿形与成品齿轮相同,无需计算。3、图1得cosAr′=r(1)cosA′三、模具齿形cosAm′=m(2)cosA′[1]根据当量线膨胀率理论,粗锻或精锻模′ra=ra(3)具齿形参数为(注意r″′″′a与rf对应,rf与ra对53应)。量(靠近模齿顶部,即压力角最小的齿面处的余r″=(1+A)r′(7)量)大
7、几十倍。齿面上的余量随压力角变化,压m″=(1+A)m′(8)力角大处余量大,压力角小处余量小。电极烧损″′ra=(1+A)rf(9)量与蚀模量(模具被烧掉的金属)之比为相对烧″′rf=(1+A)ra(10)损量,也称为电极烧损率。由于粗打、中修和精R″=(1+A)R′(11)修工序的电极相对烧损量相差很大,后者依次A″=A′(12)大于前者几倍甚至十几倍,而蚀模效率则相反,式中A为当量线膨胀率,其计算公式见
