前段时间，有小伙伴联系说想听听挤棱这个齿轮倒棱的工艺及其刀具相关的内容，今天咱们就围绕这个话题聊一聊。前面出过一篇常用倒棱加工方式的文章《齿轮倒棱的加工方式学习总结》，大家有兴趣可以瞅瞅先。
挤棱法是近年来新发展起来的一种倒棱方法，高效、连续、精度好、适用范围广、易于实现自动化生产。在众多的齿轮挤棱工艺中全齿廓挤棱工艺是一种高效率高质量的齿廓倒棱方法。该工艺不仅适用普通齿轮的齿廓倒棱而且适用于双联齿轮轴齿轮、台阶齿轮等普通倒棱工艺不能使用的特殊齿轮的倒棱。
齿廓倒棱工艺的工作原理如下图所示，两把倒棱刀对称设置在工件两端面，倒棱刀工作端与工件齿轮端面齿廓做无侧隙啮合运动。在啮合过程中，由倒棱机施加在刀具上的作用力产生挤压力，挤到齿面上的少量材料由工件精加工工序去除，大部分材料挤到齿轮端，由安装在倒棱机上的刮刀盘切除。
由齿廓倒棱工艺原理可知，设计倒棱刀就是设计一对无侧隙啮合的外啮合齿轮副( 见上图) ，主要步骤如下:
首先，根据工件参数确定刀具的基本参数，包括：端面模数、端面压力角、螺旋角及倒棱尺寸，倒棱尺寸包括：宽度、深度和角度。另外还要注意倒棱的范围，有单侧倒棱、双侧倒棱，全齿廓包含齿根的倒棱等要求。
其次，需要了解倒棱机床的相关参数，主要包括可加工齿轮模数范围和中心距可调区间，机床参数决定了可加工产品尺寸范围、倒棱刀尺寸范围;
最后，根据前面的参数，选定合适的中心距、刀具齿数，再根据无侧隙啮合方程计算出刀具的变位系数、齿厚、啮合角等参数。
假定被加工工件参数为：
齿数z 法向模数mn | 端面模数ms | 分圆法向压力角αn | 端面分圆压力角αs
分圆螺旋角β 端面变位系数x 齿顶圆直径de 齿根圆直径di
左侧挤棱角β1 右侧挤棱角β1 单边挤棱宽Δs。
设刀具齿部参数为：齿数zg 端面模数msg 分圆端面压力角αg
齿顶圆直径deg 齿根圆直径dig
右侧挤棱角λ1 左侧分圆螺旋角λ2 变位系数xg。
（1）刀具模数、分圆压力角
由端面基节相等，有
工件与刀具端面模数、压力角分别相等
（2）刀具分圆直径dg
（3）刀具基圆直径dbg
（4）刀具分圆齿厚sfsg
（5）啮合角α lg
（6）啮合中心距α lg
（7）刀具齿顶圆直径deg，齿根圆直径dig
式中，Δα——啮合顶系。
刀具变位系数的确定
（1）最大变位系数xmaxg
限制刀具最大变位系数的因素是刀具齿顶应有足够的厚度。刀顶齿厚为
式中，αeg——刀具齿顶端面压力角。
令刀具齿顶最小极限齿厚为［ Seg ］则刀具最大变位系数的选取应满足
（2）最小变位系数xming
挤棱刀最小变位系数受齿轮根切、顶切条件的限制。使刀具工作时不发生工件顶切的刀具最小变位系数
式中，αlgmin——工件齿根不发生顶切最小啮合角。按下式计算
式中，rel为工件齿顶圆半径，rbl为工件基圆半径。
在选定最小变位系数后应验算公式，使
式中 reg——刀具齿顶圆半径
rbg——刀具基圆半径
使刀具工作时不发生工件根切。变位系数的选取还应考虑挤棱时的工作压力。变位系数选择较大则工作啮合角大，挤棱工作时所需要的径向压力也越大；变位系数选择越小，挤棱所需径向力越小，有利于工件倒棱的挤出。最大最小变位系数选定后，刀具的有效宽既选定。刀具的可重用次数就决定了。
刀具齿侧分圆螺旋角与工件分圆螺旋角，齿侧挤棱角有如下图所示的关系。从图中可看出：对于左旋工件，其左侧左旋螺旋倒角对应于挤棱刀右旋螺旋角，因此挤刀右旋分圆螺旋角
工件右侧右旋螺旋角对应于挤棱刀左旋螺旋角挤刀左旋分圆螺旋角
同理，对于右旋工件挤刀左旋螺旋角
挤刀右旋螺旋角
由于刀具制造工艺及刀具强度的限制挤棱刀螺旋角一般不能大于45°。工件挤棱角一般不大于30°。
刀具齿顶后角用于挤出工件齿根倒角一般选取α eg＝15°。刀具齿根后角一般根据经验初选为45°然后根据大端齿根间隙及最后一次重磨端啮合顶隙进行调整使大端根隙重磨端啮合顶隙达到设计要求。
挤棱刀的刃磨是将两对称安装的刀体间具进行调整，增大其间距，让开刀具上磨损端面。然后，再相应磨去一定齿顶使用刀具小变位端的新区进行工作。
这种要采用台阶倒棱复合刀体进行加工，刀具形状如下：
下面是工件和刀具工作时的位置状态：
每一段小台阶均可以使用“常规棱边”的刀齿设计方法完成设计，这样理论上就会有无穷多把切削“常规棱边”的挤棱刀。这些挤棱刀按照一定的轴向距离及角度连续安装，在各自的切削位置上，分别完成各自对应微元段的棱边切削，合成这些刀具的切削效果即完成连续倒角棱边的切削。
刀具需要做成下面的样子，才能实现
理想的倒棱均匀的结果
倒棱还可以进行修形来满足变倒棱量的需求，今天就分享到这。
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齿轮的设计及加工方法，加工齿轮所用的刀具设计、制造及使用方面的相关问题。
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