矩形花键滚刀齿形误差分析

摘 要 介绍了用解析法求解矩形花键滚刀理论曲线的方法，并用matlab软件模拟法向齿形和齿形包络图。说明了现代数控技术下不再需要近似曲线代替，并且分析了刀刃数量多少对所加工工件的棱度误差的影响。模拟结果表明，此方法可以根据要求的目标精度选择合理的刀刃数量，可以提高滚刀的设计精度和设计效率。

关键词 花键滚刀；齿形包络图；齿形误差；精度分析

中图分类号：TG702 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0069-02

矩形花键滚刀是用展成法加工直线齿形的刀具。根据解析法求得的矩形花键滚刀的理论曲线为一超越方程曲线。实际加工难以达到此正确齿形，因此，常采用圆弧来代替此曲线。而使用圆弧代替的方法带来不可避免的误差，并且滚刀切削刃有限，在采用径向进给时，切出的花键轴棱度较大。两种误差的叠加会使被加工工件产生更大的误差。随着现代数控技术的发展，已经很容易加工出所设计的曲线。所以我们不应再采用传统的简单的近似曲线。本文直接用滚刀理论曲线进行刀齿设计，消除代用圆弧带来的误差。并使用matlab软件模拟齿廓包络图，对不同切削刃情况下别加工工件的齿形误差进行分析。利用matlab软件自带的绘图功能观察工件齿廓形状，观察花键轴的设计缺陷。

1 加工矩形花键轴齿廓原理

花键滚刀和花键轴的啮合过程可以看作是齿轮齿条的啮合过程，已知的是齿轮齿廓，求齿条齿廓，如图1所示。齿轮上固连一坐标系，在齿条齿形上固连一坐标系，此外还要建立一个固定坐标系，原点在啮合节点，轴为节线。……