磨前滚刀加工齿形详解

滚齿——热处理——磨齿，这个是目前齿轮加工中最为普遍的加工工艺。今天就围绕磨前滚刀加工出的齿形，这个问题跟大家讨论交流：

滚后磨齿，一般分为两种形式：

1.整个齿廓留磨

如上图所示，这种磨前滚刀通常和普通的精滚刀没什么区别，仅仅注意的是齿厚及齿根留量问题。这个不是我们要讨论的话题；

2.仅齿面留磨，齿根及过渡曲线不磨削，通常的情况如下图所示：

齿轮磨前齿形与滚刀刀顶圆角的关系

仍以加工模数为 4mm，分度圆压力角为 20°，齿数为 25 的齿轮为例，对应于不同的刀具刀顶圆角半径（即不同的刀具的齿顶高），绘制出被加工齿轮的磨前齿形如下：

由上图可见，在保证磨后有效渐开线高度不变的前提下，增加刀具的刀顶圆角，就使得被加工的齿轮的齿根圆半径减小，齿根过渡曲线的曲率半径增大。

被加工齿轮的齿根过渡曲线上各点的曲率半径随位置的不同而不同，在齿根过渡曲线的相同位置，刀具刀顶圆角半径越大则过渡曲线的曲率半径越大。

齿轮磨前齿形与滚刀副切削刃（过渡刃）齿形角的关系

当滚刀基本齿形参数中的模数、主切削刃齿形角、齿顶高、齿根高、留磨余量、刀顶圆弧半径以及关联齿形参数中的磨后切削刃高度给定时，刀具的凸角高度 hc只与副切削刃齿形角 β 有关，可以求出与 β 对应的 hc。对应于不同的副切削刃齿形角得到的被加工的齿轮齿廓如下：

由图 可以看出，β的角度值越小，被加工齿轮的齿根过渡曲线越肥大。当β的角度值小到一定程度，刀具的凸角高度变的很低，齿根过渡曲线就会将副渐开线完全切除。

齿轮磨后齿形与磨前齿形的位置关系

由上图可以看出，给定不同的滚刀齿形参数，加工出的齿轮磨后渐开线与磨前齿形中的齿根过渡曲线的形式是不同的，针对不同的齿轮参数，结合自身加工设备的状态和热处理变形量，选择不同的形式，来达到最佳的状态。

大家觉得下面哪一张更好的呢？A还是B?欢迎参与讨论。

被加工齿轮啮合时的干涉分析

齿轮啮合时是否存在干涉是通过比较齿轮的实际磨后渐开线下端点的半径值rL和齿轮的理论渐开线下端点的半径值 rh确定的，通过程序绘制的图形可以直观地看出是否有干涉的存在。

当与被加工齿轮相啮合的齿轮的参数未知时，通常按被加工齿轮与齿条相啮合来检验两者间是否存在干涉，现给定如下表  所示的被加工齿轮的参数以及相啮合的齿条的参数：

以上述参数为基础，绘制出的齿轮和齿条的干涉检验图形如下：

由上图可以看出，配对齿条形成的曲线在被加工的齿轮齿廓的外侧，这说明两者在啮合时是不产生干涉的。对于同一齿轮，由于按与齿条相啮合计算得到的有效渐开线下端点的位置最低（不理解可以看看之前的文章《一张图，帮助理解齿轮啮合的真谛，没看懂可以看看之前发的文章😁》），所以只要该齿轮与齿条配合不产生干涉，那么它与齿轮相配合时也不会产生干涉。注意：这种极限的做法对目前的新能源车的齿轮不再适用，因为它们的设计者经常把起始点设计到了基圆附近，或者齿根圆附近了，对于“正常点”的齿轮还是适用的。后面有机会大家讨论一下这类特殊齿轮的变态要求。大家可以结合之前的文章帮助理解《什么是齿轮的根切？什么是齿根过渡曲线？怎么计算？》和《沉切？挖根？台阶？SAP？关于剃磨前齿形的疑惑在这里解决！》

我是woodykissme，定期分享有关，机械传动及齿轮加工方面的内容，对这方面感兴趣的小伙伴，可以关注我。希望能够与大家讨论一下：

齿轮的设计及加工方法，加工齿轮所用的刀具设计、制造及使用方面的相关问题。

• 齿轮刀具设计计算方法，相关应用程序的开发，CAD二次开发自动绘图等的相关技术问题。

• 刀具应用方面，刀具的切削参数、涂层和使用寿命，加工中遇到的问题和解决办法等问题。

今天就分享到这，感谢您抽出宝贵的时间阅读！