滚刀的选择及使用
发布时间:
2026年01月07日
齿轮滚刀是按螺旋齿轮啮合原理加工齿轮的。在理论上，滚刀的形状应是开出容屑槽，具有一定前角(或等于0)和后角的渐开线斜齿圆柱齿轮。但由于一般齿轮滚刀的齿数(头数)较少(1-4齿)，螺旋角较大，其外形像是开了槽的渐开线蜗杆(蜗杆头数即是该渐开线斜齿圆柱齿轮的齿数)。
渐开线基本蜗杆的端截面齿形是渐开线，轴向截面齿形是凸起的曲线。所以，渐开线齿轮滚刀没有齿形设计偏差，加工精度较高，但制造比较困难，目前应用较少。大多采用近似的蜗杆，轴向截面为直线形的阿基米德蜗杆。这两种近似蜗杆与理论渐开线蜗杆比较，在轮齿的形状上有误差，但随着刀具螺旋角的增大(刀具的螺旋升角减小)，其误差亦减小。
阿基米德基本蜗杆的轴向截面齿形是直线，端截面齿形是阿基米德螺旋线，设计阿基米德齿轮滚刀时，若对阿基米德基本蜗杆的齿形角进行修正，可以得到很近似于渐开线基本蜗杆的齿轮滚刀。由于阿基米德齿轮滚刀的制造和测量容易，刃磨时齿形精度比较容易控制。所以，目前我国凡模数在10mm以下的精加工齿轮滚刀均规定为阿基米德齿轮滚刀。
法向直廓基本蜗杆的法向截面齿形是直线，端截面齿形是延长渐开线，法向直廓轮滚刀设计时，若对基本蜗杆齿形角进行修正，也可以得到近似于渐开线基本蜗杆的齿轮滚刀。但由于加工精度低，一般用于粗加工和大模数的齿轮滚刀。
齿轮滚刀通常制成单头，右旋，零度前角，容屑槽为轴向直槽。
同一模数的齿轮滚刀可制成不同直径。滚刀直径越大，滚刀分度圆直径越大，分度圆柱的螺旋升角越小，可使滚刀因近似造型而产生的理论造型误差减小，所以滚刀的外径可按加工齿轮的精度有所不同，加工高精度齿轮时滚刀外径应大些，同时还可增加滚刀的容屑槽数目，使刀齿数目增多，改善被加工齿轮的齿面粗糙度，延长滚刀的使用寿命。采用大直径的齿轮滚刀，可使用更粗的滚刀心轴，使刚度增加，采用较大的切削速度。但滚刀直径加大后将增大滚刀材料的消耗，在采用同样的切削速度和进给量时，滚刀外径越大，生产率越低。
齿轮滚刀的容屑槽大都采用直槽，能显著地提高制造精度，同时使制造大为简化。由于容屑槽与滚刀轴线平行，加工和刃磨时均不会产生干涉现象，只要铣刀或砂轮的工作面通过滚刀轴心线，滚刀前面的径向性偏差就容易保证。滚刀前面对心线的平行性主要由机床导轨平直度保证，只要机床两顶针调整正确就可以保证精度。容屑槽的等分性误差完全由分度盘精度和滚刀的安装保证，没有其他的附加误差。在铣槽和刃磨时，机床调整方便，铲磨时不必搭配差动交换齿轮，不需专用的滚刀刃磨机床，齿形设计和滚刀的检查也较方便，切削过程较平稳。但直槽滚刀左右两侧刃的工作前角不相等，一般用于螺旋升角不超过5的滚刀。
采用合理的前角，能改善切削条件，提高切削速度，增加刀具的耐用度。但增加前角又受到齿形畸变的限制。一般滚刀的前角大都采用0，但是如果正确地计算以修正齿形，采用正前角也是可以的。粗滚齿滚刀，制前滚刀采用正前角。
齿轮滚刀按结构不同，可分为整体滚刀和镶齿滚刀两种；按滚刀所采用的材料，可分为高速钢滚刀和硬质合金滚刀；按滚刀螺纹头数多少，可分为单头滚刀和多头滚刀；按使用的目的不同，滚刀有粗滚刀，精滚刀，磨前滚刀，剃前滚刀，高精度齿轮滚刀几种。此外，根据被加工工件的特点，还可对齿轮滚刀的结构和滚刀齿形几何形状做出各种各样的改进，典型的有小压力角滚刀，波形刃滚刀，不等齿高滚刀，全切式滚刀等。
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