简述汽车同步器齿套加工刀具设计及切削参数的优化.pdf

维普资讯 学兔兔 第4期 (总第149期) 机 械 工 程 与 自动 化 NO．4 2008年 8月 MECHANICAL ENGINEERING AUTOMATION Aug． 文章编号：1672-6413(2008)04—0053—03 汽车同步器齿套加工刀具设计及切削参数的优化 陆卫娟，闰 波 (山西机电职业技术学院，山西 长治 046011) 摘要；分析了汽车同步器齿套滑块槽的加工现状，提出了采用飞刀摆线加工同步器齿套滑块槽的新方法，设计 了专用切削刀具。为了保证刀具寿命、提高切削效率，采用单因素法进行切削参数的优化实验，并根据实验结 果选出了最佳的切削参数。 关键词：摆线加工；切削刀具；参数优化 中图分类号：U463．212 ．41：TG71 文献标识码：A 0 引言 位于 轴上且固联在刚体上，P点到发生圆中心的距离 为实现变速平稳换档，现代轿车的换档机构中大 为e，则尸点的运动轨迹可表示为[2]： 都采用了汽车同步器。汽车同步器按结构分为常压式、 f 一(R—r)cosaq-ecosO ……………．f1、 惯性式和惯性增力式 3种类型。惯性同步器是应用最 1 v一(R--r)sina+esinO。 “ 广泛的一种同步器，其结构型式有滑块式、锁环式、锁 其中， 一(1--R／r)a，d≥0。。 销式和多锥式等口]。滑块式惯性同步器是轿车上广泛 采用的一种同步器，它是依靠滑块在齿毂中的滑块槽 里来回滑动来传递动力。按照这种运动及定位方式，滑 块槽的表面精度应该较高，但在实际生产中其生产精 度并不高。造成滑块槽的表面精度不高的原因主要是 加工方法，目前，国内汽车同步器齿套滑块槽的加工 采用的是成形法，即使用高速钢成形铣刀进行加工。根 据所加工的滑块槽的槽形及尺寸的不同，需要配备相 应的成形铣刀，由于成形加工中表面质量对刀具依赖 较大，其加工质量不尽如人意，这是造成国内滑块式 惯性同步器精度低、寿命短的原因之一。为提高滑块 槽的加工精度和加工效率，天津大学机械学院研制了 一 台用于加工汽车同步器齿套滑块槽及倒锥的专用数 控加工机床，本文主要论述飞刀摆线加工同步器齿套 图 1 摆线的生成 滑块槽的原理以及所用刀具的设计和切削参数的优 由(1)式可知，通过调整摆线的基圆半径R、发生圆 化。 半径r及刚体上尸点到发生圆圆心的距离e，即可以获 1 飞刀摆线加工原理 得不同的摆线轨迹。运动方面可以用两个旋转运动来实 摆线有内摆线和外摆线之分，飞刀摆线加工同步器 现连续的摆线轨迹，基圆为待加工的同步器齿套，发生 齿套滑块槽时，所用摆线的生成见图1。设摆线基圆半 圆为刀具轴，刀尖点在尸点，基圆和发生圆按一定的转 径为R，发生圆半径为r。发生圆由水平位置I开始沿基 速比同时转动时，刀尖点相对于内齿套走出摆线轨迹， 圆做纯滚动，N点为纯滚动点。当发生圆滚动到位置II 且该轨迹能够非常逼近滑块槽圆弧，实现类似车床的高 (位置I与位置II的夹角为a)时，发生圆的自转角为0。 效加工。实际加工中因为在齿套上有3个滑块槽，相互 若将发生圆视为盘状刚体上的一个圆，轨迹生成点尸 间隔120。，刀尖所走的摆线轨迹见图2，在A点摆线与 收稿日期：2007—12—27；修回日期：2008