滚齿加工是烟台齿轮加工中广泛应用的展成法工艺,其核心是通过齿轮滚刀与工件的强制啮合运动,模拟螺旋齿轮副的传动过程,连续切削出渐开线齿形。该工艺具有效率高、适应性强、精度可控的特点,适用于直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮的批量生产。
工艺原理与核心动作:
滚齿基于展成法原理,滚刀可视为螺旋角大的蜗杆,通过开槽和铲齿形成切削刃。加工时,滚刀旋转提供主运动,工件按严格传动比(滚刀头数k与工件齿数z的比例关系)同步旋转,形成展成运动。同时,滚刀沿工件轴向垂直进给,完成全齿宽切削。三者的复合运动确保齿形精度,例如滚刀每转一圈,工件需转过k/z转,以维持无啮合间隙的齿轮-齿条传动关系。
工艺优势与应用场景:
效率优势:连续切削无空行程,这种烟台齿轮加工工艺适合大批量生产。数控滚齿机通过多轴联动实现自动分齿和差动调整,效率显著提升。
适应范围广:可加工模数范围大(IT7-IT10级精度),表面粗糙度达Ra1.6-0.8μm,满足汽车变速箱、风电设备等高精度需求。
工艺灵活性:通过调整滚刀参数,可加工不同模数、齿数的齿轮,甚至修正齿形齿轮。粗加工阶段采用多头滚刀提升效率,精加工阶段则通过单头滚刀或大直径滚刀保证表面质量。
工艺优化方向:
多件串装加工:将多个齿坯串装在心轴上,减少装卸时间,提升设备利用率。
改进切削方式:径向切入缩短行程,轴向窜刀平衡刀齿磨损,对角滚齿降低齿面粗糙度,延长刀具寿命。
高速滚齿:采用硬质合金滚刀,切削速度可达400m/min以上,显著缩短烟台齿轮加工时间。