一種汽車變速箱齒輪齒端倒棱刀架設計

王 靜

(寶雞機床集團有限公司，陜西寶雞721013)

作為專業數控機床生產廠家，我們為唐山愛信齒輪有限公司、保定長城汽車有限公司的齒輪加工配套組建生產線，一部分數控車床用于完成汽車變速箱齒輪倒棱工序的加工。本文著重介紹其中一種專門配套用于汽車變速箱齒輪齒端倒角的倒棱刀架設計。

1 變速箱齒輪齒端倒角要求

汽車變速箱齒輪為斜齒輪、模數比較小，其齒端倒棱放大如圖1所示。

倒棱加工區域如圖1中粗實線所示，加工中對角線倒角值大小完全相同，但同側倒角值大小不相同。倒棱要求如下:①兩側倒角至齒根用R1 mm以上圓角光滑過渡;②倒棱端面毛刺高0.2 mm以下;③倒棱至漸開線起始圓直徑以下。

2 倒棱刀架設計原理

依據齒輪嚙合原理，被加工齒輪采用專用液壓脹套夾具脹緊，隨主軸轉動，作為主動輪;倒棱刀在刀軸上空套，作為從動輪，由齒輪撥動轉動。同時，在嚙合過程中倒棱刀要沿機床X軸即齒輪徑向進刀，這樣才能逐步切削以達圖紙要求倒角大小。倒棱原理如圖2所示。

因為汽車變速箱齒輪為斜齒輪，而且，同側齒端倒角大小不同，所以，倒棱刀要設計成左右兩片，兩片上刀口根據兩邊倒角值大小單獨設計;組裝后左右兩片刀齒錯齒排列，對正角度，才能滿足斜齒錯邊倒角加工要求。

3 倒棱刀架結構設計

倒棱刀架常用有單臂式，用于夾在立式四工位電動刀架或臥式多工位電動刀架刀夾內，隨刀架一起運動。本文介紹的是一種新型門式結構，如圖3所示。門式結構由于結構對稱，支承跨距大，更具穩定高效。倒棱刀架直接安裝在車床中滑板上的T型槽墊板上，在T型槽上可前后移動，調整加工中的X向行程位置。由于倒棱刀架僅前后平行移動，刀架部分定位精度和重復定位精度高，所以，能夠保證加工效率高、尺寸穩定性更高。

倒棱刀架設計中用轉軸11將刀箱外體10和刀箱內體2連成整體轉，軸11有防松裝置;刀軸4兩端銑扁，在刀箱內體2定位槽中防轉;用刀軸鎖緊螺釘5防止刀軸前后位移。設計上保證刀具與齒輪接觸初期為彈性接觸;吃刀以后，保證倒棱刀不讓刀。這是整個刀架設計中的重點和難點。所以設計中彈簧3顯得尤為重要。經過反復計算和試制，我們將彈簧設計成線徑為φ2.8 mm，螺距為9 mm，有效圈數為3，壓力在115～206 N之間。

該倒棱刀架不僅可以加工特定規格齒輪，而且可用于加工系列產品。當齒輪厚度變化范圍在10 mm以內，倒棱刀外徑變化范圍在30 mm以內，都可以通用一種倒棱刀架，適合在大批量加工中單機或生產線中使用。

4 倒棱刀架裝配與調整

(1)首先要保證倒棱刀在刀軸上能自由轉動，徑向間隙由設計公差配合保證，基軸制配合G7/h7，通過配磨刀軸調整墊7保證軸向間隙為0.02 mm;

(2)保證刀箱內體在轉軸上能自由轉動，徑向間隙由設計公差配合保證，基孔制配合H8/g6，軸向通過配磨刀箱調整墊片1，保證軸向間隙為0.02 mm;

(3)通過旋轉限制旋轉螺釘12，頂緊在刀箱外體10上，可帶動刀箱內體2繞轉軸11輕微轉動，可以微調倒棱刀中心高，同時可以調整彈簧3的壓縮量，來調整倒棱刀架整體剛度;

(4)通過同時更換刀軸調整墊7和刀軸4及配套的倒棱刀，就可以更換成另一種類型齒輪的倒棱加工。方便進行品種更換，且更換件少，夾具通用性好。

倒棱刀架加工實例如圖4所示，加工零件如圖5所示。

5 結語

通過唐山愛信齒輪有限公司、保定長城汽車有限公司等大型齒輪加工企業4年使用，驗證了該倒棱刀架設計合理，結構簡單、可靠;安裝、調整簡單，適合大型齒輪加工生產線使用，具有很高的經濟效益和使用價值。

［1］機床設計手冊編寫組編.機床設計手冊:第二冊(上)零件設計［M］.北京:機械工業出版社，1979.

［2］機械設計手冊編寫組編.機械設計手冊中冊:2版［M］.北京:化學工業出版社，1989.