滚刀
滚刀(hob)
刀齿沿圆柱或圆锥作螺旋线排列的齿轮加工刀具﹐用于按展成法加工圆柱齿轮﹑蜗轮和其他圆柱形带齿的工件(见齿轮加工﹑齿轮)。根据用途的不同﹐滚刀分为齿轮滚刀﹑蜗轮滚刀﹑非渐开线展成滚刀和定装滚刀等。
齿轮滚刀 常用的加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮的刀具。加工时﹐滚刀相当于一个螺旋角很大的螺旋齿轮﹐其齿数即为滚刀的头数﹐工件相当于另一个螺旋齿轮﹐彼此按照一对螺旋齿轮作空间啮合﹐以固定的速比旋转﹐由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的齿形。常用的滚刀大多是单头(见螺纹)的﹐在大量生产中﹐为了提高生产效率也常采用多头滚刀。单头滚刀转一转﹐齿轮绕本身轴线转过一个齿﹔多头滚刀转一转﹐齿轮转过的齿数与滚刀头数相等。
中小模数的滚刀在螺旋升角小于5°时﹐常制成直容屑槽﹐便于制造和刃磨﹔螺旋升角大的滚刀常制成螺旋容屑槽﹐以免刀齿的一侧刃以大负前角(见刀具)切削的不利情况。
用高速钢制造的中小模数齿轮滚刀一般采用整体结构。模数在10毫米以上的滚刀﹐为了节约高速钢﹑避免锻造困难和改善金相组织﹐常采用镶片结构(图1 齿轮滚刀 )。镶片滚刀的结构形式很多﹐常用的为镶齿条结构﹐即刀齿部分用高速钢制成齿条状﹐热处理后紧固在刀体上。用硬质合金制造滚刀﹐可以显著提高切削速度和切齿效率。整体硬质合金滚刀已在钟表和仪器制造工业中广泛地用于加工各种小模数齿轮。中等模数的整体和镶片硬质合金滚刀已用于加工铸铁和胶木齿轮。模数小于 3毫米的硬质合金滚刀也用于加工钢齿轮。硬质合金滚刀还可加工淬硬齿轮(硬度为 HRC50～62)。这种滚刀常采用单齿焊接结构﹐制有30°的负前角﹐切削时刮去齿面的一层留量。
国际标准把滚刀的精度等级分为 AA级﹑A级和 B级。为了加工特别精密的齿轮﹐有的国家还有AAA级滚刀。在切齿过程中﹐滚刀的制造误差主要影响齿轮的齿
形误差和基节偏差。
剃齿前加工齿轮齿形用的滚刀称为剃前滚刀。剃前滚刀的齿形﹐要按剃齿馀量形式的要求制成特殊的形状(图2 剃前滚刀的齿形 )。齿顶带凸角﹑齿根带倒角的滚刀齿形是一种较常用的留剃形式﹐它使被加工齿轮的齿根处有些根切﹐齿顶处有些倒角﹐中间部分剃齿馀量均匀。(见彩图 硬齿面齿轮的精加工刀具──硬质合金刮削滚刀 ﹑ 齿轮加工刀具──滚刀﹑插齿刀﹑剃齿刀)
蜗轮滚刀 常用的蜗轮加工刀具。蜗轮滚刀基本蜗杆(见蜗杆传动)的类型和主要参数(模数﹑齿形角﹑分度圆直径﹑螺旋升角和螺纹头数等)应当与工作蜗杆相同﹐因此蜗轮滚刀常是专用的。当外径较大时﹐滚刀制成套装式﹔外径较小时将滚刀制成与心轴一体的带柄式结构(图3 蜗轮滚刀 )。
非渐开线展成滚刀 工作原理与齿轮滚刀相同。花键滚刀可用于加工矩形齿﹑渐开线齿或三角形齿的花键轴﹐其加工精度和生产率较成形铣刀高。非渐开线展成滚刀还可加工圆弧齿轮﹑摆线齿轮和链轮等。
定装滚刀 各齿齿形不同﹐只有最后一个齿是精切齿。齿形和工件的齿槽相同﹐以成形铣削法切削工件的齿槽﹐因此定装滚刀必须相对工件的轴线安装在固定的位置上。滚刀上其馀的刀齿都是粗切齿。加工时的运动关系与齿轮滚刀相同。成形滚刀可避免用展成刀具加工时齿根部产生的过渡曲线。棘轮滚刀是常用的定装滚刀(图4 定装滚刀 )。
齿轮滚刀（一）齿轮滚刀的形成
齿轮滚刀是依照螺旋齿轮副啮合原理，用展成法切削齿轮的刀具，齿轮滚刀相当于小齿轮，被切齿轮相当于一个大齿轮，如图9－24所示。齿轮滚刀是一个螺旋角β0很大而螺纹头数很少（1～3个齿），齿很长，并能绕滚刀分度圆柱很多圈的螺旋齿轮，这样就象螺旋升角γz很小的蜗杆了。为了形成刀刃，在蜗杆端面沿着轴线铣出几条容屑槽，以形成前面及前角；经铲齿和铲磨，形成后刀面及后角，如图9－25所示。
（二）齿轮滚刀的基本蜗杆
齿轮滚刀的两侧刀刃是前面与侧铲表面的交线，它应当分布在蜗杆螺旋表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆有以下三种:
1．渐开线蜗杆渐开线蜗杆的螺纹齿侧面是渐开螺旋面，在与基圆柱相切的任意平面和渐开螺旋面的交线是一条直线，其端剖面是渐开线。渐开线蜗杆轴向剖面与渐开螺旋面的交线是曲线。用这种基本螺杆制造的滚刀，没有齿形设计误差，切削的齿轮精度高。然而制造滚刀困难。
2．阿基米德蜗杆阿基米德蜗杆的螺旋齿侧面是阿基米德螺旋面。通过蜗杆轴线剖面与阿基米德蜗螺旋面的交线是直线，其它剖面都是曲线，其端剖面是阿基米德螺旋线。用这种基本蜗杆制成的滚刀，制造与检验滚刀齿形均比渐开线蜗杆简单和方便。但有微量的齿形误差。不过这种误差是在允许的范围之内，为此，生产中大多数精加工滚刀的基本蜗杆均用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。
3．法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆法剖面内的齿形是直线，端剖面为延长渐开线。用这种基本蜗杆代替渐开线基本蜗杆作滚刀，其齿形设计误差大，故一般作为大模数、多头和粗加工滚刀用。