滚刀组合破岩关键因素的数值研究
2017年第24卷第6期
技术与市场
创新与实践
协同切削模式，滚刀处于非协同切削模式时，岩石破碎以剪切 破碎为主，协同切削模式下，侧向裂纹发生交汇，岩石破碎体积 瞬间增大，此时岩石破碎主要由剪切和张拉破坏引起，即岩石 的破碎体积会大大增加，导致破岩比能耗相对较低。现假设盘 形滚刀破岩处于协同破碎模式，由图1中的破岩几何模型可 知，滚刀破碎形成的岩石体积可以表示成分段函数的形式：
[Alps 0 < s ^22 + T
V =\ ^ 2
(2)
[I ? (T p +p tan /3) s >22 + T
式中：T 是滚刀刀刃宽度；为贯入度；为滚刀的切削行程；V 为岩屑的体积；为岩石的自然破碎角；为岩碴破碎的厚度比。
根据Rostami 滚刀破岩的三向力预测模型，得到破岩过程 中的垂直力与滚动力，最终可得到滚刀破岩比能耗为：
SE 二
T p P 0[cos (爹）+sin (爹)p
(Alps )
T p P 0[cos ((2)) +s i n (|)p
0 < 5 ^ 22 + T
s 22 + T
()
2(Tpl + p 2 /tann )
滚刀破岩的有限元建模过程
选用标准常截面盘形滚刀，其三维模型如图2 ( a )所示。
为了能节省计算时间，同时真实反应滚刀破岩情况，模拟过程
只保留刀圈，其刀圈截面主要尺寸如图2( b )所示。
Q S
U 19-8 ^
(a )常截面盘形滚刀
（b )滚刀简化截面尺寸
图2盘形滚刀结构示意图
引言
近年来，随着城市化水平的不断提高，地下空间技术的高
速发展，全断面隧道掘进机(TBM )施工技术以其施工中掘进速 度快、安全性高、环境危害小等诸多优点而得到广泛应用[1_2]。 TBM 盘形滚刀是掘进过程中破碎剥离岩体的主要工具，也是隧 道掘进机研究的关键部件和易损件，滚刀组合破岩效率对整机 的掘进效率与能耗有较大影响[34。目前国内刀盘刀具的设 计制造主要借鉴国外技术，缺乏针对我国特有地质条件的刀盘 刀具研制，这必然会引起所生产的滚刀在工程施工中对地质条 件的适应性不足[5^]，因此，研究滚刀组合破岩关键因素与特 定地质的匹配性，对于提高盘形滚刀对复杂地质条件的适应 性，降低隧道掘进机能耗具有积极的现实意义。
国内外有关学者针对盘形滚刀破岩的研究已经取得了一 定的成果。S a io [7]建立了盘形滚刀破岩的张拉-挤压模型，认 为盘形滚刀法向推力是使侵入岩体刀刃域的岩石受到张拉破 坏所需要的力;R 〇tami [8]建立了近似常截面盘形滚刀破岩的挤 压模型，盘形滚刀的破岩力是由岩石抗压强度和盘形滚刀与岩 石的接触面积决定的；田雨[]在考虑岩石围压和损伤的前提 下，利用LS - DYNA 模拟盘形滚刀切削岩石过程，详细分析了 围压、切深、刀间距、岩石强度、材料模型和刀具磨损等参数对 盘形滚刀切削载荷的影响;孙金山等[10]利用颗粒离散元建立 了岩石试件与滚刀作用的模型，研究了滚刀刃数、滚刀间距及 结构面对破岩的影响。虽然已有许多学者对滚刀破岩的关键 参数进行了分析，然而缺乏统一的评价指标以及各因素对评价 指标影响结果的定量判断。本文将研究贯入度、刀间距和切削 速度三因素对切削性能的影响，并且通过正交试验定量分析各 因素对综合性能的影响程度。
"
盘形滚刀破岩效率理论
破岩比能耗是表征盘形滚刀破岩效率的重要参数，定义为
刀具切削单位体积岩石所需消耗的能量[11]，可表示为：
sp _
+ +^R _ FN X p +FRXl
( 1 )
V = V = V
()
式中：E 为破岩比能耗（M J /m 3) ;F n 为垂直力（kN ) ; F c 为滚 动力（kN );为贯入度（mm );为滚刀的切削行程（mm ) ; V S 岩石破碎的体积（cm 3 )。
根据刀间距的不同，可将切削方式分为协同切削模式和非
滚刀组合破岩关键因素的数值研究
王国强
(中铁十四局集团隧道分公司，山东济南050061)
摘要：为了研究滚刀组合破岩关键因素对切削性能的影响，利用数值模拟技术对滚刀组合破岩过程进行了分析，研究 了贯入度、刀间距和切削速度三因素对切削性能的综合影响程度。研究结果表明：在贯入度、刀间距和切削速度三个因 素中，刀间距对整体切削性能的影响程度最大，贯入度次之，而切削速度的影响最小，其中刀间距和贯入度的交互效应最大。
关键词：盘形滚刀；破岩；数值模拟doi ： 10. 3969/j . issn . 1006 - 8554. 2017. 06. 02180s
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滚齿加工工作原理
图8-69a为滚齿加工的工作原理。滚齿时切削齿坯的刀具为滚刀，由于滚刀的螺旋升角较大，所以外形象一个蜗杆，滚刀在垂直于螺旋槽方向开槽，形成若干切削刃，其法向剖面具有齿条形状。因此当滚刀连续旋转时，刀齿可视为一个无限长的齿条的移动，如图8-69b。同时刀齿由上而下的进行切削，保持齿条（滚刀）和齿坯之间的啮合关系，滚刀就可在齿坯上加工出渐开线齿形，图8-69c。 滚齿加工的精度一般为8～7级，表面粗糙度Ra为3.2～1.6μm。 滚齿加工是在滚齿机上进行的，图8-70为滚齿机外形图。滚刀安装在刀架上的滚刀杆上，刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。工件则安装在心轴上。 滚齿时滚齿机必须有以下几个运动： 1．切削运动（主运动）即滚刀的旋转运动，其切削速度由变速齿轮的传动比决定。 2．分齿运动即工件的旋转运动，其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。对于单线滚刀，当滚刀每转一转时，齿坯需转过一个齿的分度角度，即1/z转（z为被加工齿轮的齿数）。 3．垂直进给运动即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动，这是保证切出整个齿宽所必须的运动，由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。
在滚齿时，必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致，然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上，刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。所以，必须把刀架扳转一个角度使之与齿轮的齿向协调。滚切直齿轮时，扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。滚切斜齿轮时，还要根据斜齿轮的螺旋方向，以及螺旋角的大小来决定扳转角度的大小及扳转方向。 齿轮滚刀是一种专用刀具，每把滚刀可以加工模数相同而齿数不等的各种大小不同的直齿或斜齿渐开线外圆柱齿轮。 在滚齿机上除加工直齿、斜齿外圆柱齿轮外，也可以加工蜗轮、链轮。但不能加工内齿轮。对于加工双联齿轮和三联齿轮它也受到许多限制。
滚刀设计软件的开发思路与实践
滚刀设计软件的开发思路与实践 拙笔：社会咸菜 春末夏初，东北的小伙伴们，秋裤脱了没？反正南方的MM们已经很轻凉了。 简单调皮的问候后，进入正题。 齿轮是机械行业同仁们接触最多的一类零件，几乎所有与机械相关的技术教育和技能教育的专业课程里面都有关于齿轮的内容。然而，即便是渐开线圆柱齿轮这种最基本的齿轮类型，大家在学校学到的也只是其最简单的几种情形，毕竟所有的参数都是标准值，至于滚刀嘛，也就简单提了一下。 在齿轮行业，尤其是需要大批量使用齿轮的细分行业里，很难见到那么标准的东西。具体说来，有非标模数的、非标压力角的、非标齿顶高系数的、非标顶隙系数的、齿顶有倒角的、齿根过渡圆弧有特殊要求的、齿面有精加工余量的、过渡曲线有沉切的、渐开线范围有要求的等等。这就对滚刀设计质量提出了很高的要求。 滚齿加工是展成包络的过程，我们无法从工件图纸上直接读出关于刀具的全部重要细节，这些都给手工设计和经验设计增加了障碍，使得非专业的滚刀设计者无法通过简单计算、查阅齿轮手册或者在各种资料的推荐范围内取值等方法设计出出满足要求的滚刀，也无法判定刀具商提供的设计方案是否合理。 可喜的是，计算机绘图软件、程序开发软件已经大量普及，很多中青年从业人员能编写计算机程序，主流的计算机绘图软件也有供使用者进行二次开发的接口。本人也利用VB6.0和AutoCAD做了实践，取得了预期效果，设计出了具有基本功能的滚刀设计软件。在此将思路和大概过程分享给大家。 一、滚刀设计的输入 设计齿轮滚刀首先要知道工件的必要信息以及滚刀的基本参数初设值。 具体如下：
也许有小伙伴会问：上表中两个模数和两个压力角，它们一定是分别相等的，写出来不是多此一举么？而且表中的还不一样。在此我做一个说明，在有些特殊情况下（要求更小的渐开线起始元、更大的齿面精加工余量、更高的粗加工效率等），滚刀设计需要做一下转位处理，其表现形式就是滚刀的模数和压力角与齿轮的都不相等。本案例已经包含了这一项，详见下文。 二、滚刀设计的主要步骤 1，转位设计 渐开线圆柱齿轮有如下性质：对于一个给定的齿轮，其基元直径、基元齿距、导程、齿数、齿顶元、齿根圆都是定值。模数、压力角、螺 旋角、分度元等参数为相互关联的可变值。可人为给定其中一个，即可 利用几何关系和前述定值计算出其它几个。具体如下： Mn1*cos(An1)= Mn2*cos(An2) -----------------基元不变 Mn1 /Sin(B1)= Mn2 /Sin(B2) -----------------导程不变给定了新的压力角An2，就可以算出与之匹配的模数Mn2和螺旋角B2。有新的模数、压力角、螺旋角做基础，其它齿轮参数计算就很简单 了，在此不赘述。 基于新的参数设计刀具的方法就是转位设计。设计刀具时通常不首先使用转位方法，只有在常规方法下设计不出满足要求的刀具时才会这 样做。 2，滚刀初步设计 依据原齿轮参数或转位后的齿轮参数，利用齿轮手册上的刀具设计
齿轮滚刀使用及检验标准
齿轮滚刀（直槽）使用及检验标准 一、齿轮滚刀使用标准 1、滚刀的轴向窜刀 滚刀使用过程中，除进行正确的安装、调整外，还应进行轴向窜动，以延长滚刀的使用寿命。 1.1滚刀的起始安装位置 如图1-1 滚刀切削区域向齿轮端面的投影图，滚刀实际切削区域长度=切出长度（l 0）+切入部分（l ）。 图1-1滚刀切削区域向齿轮端面的投影图 切出长度l 0= 0*cos tan 0*cos ha β αδ 式中0ha ——滚刀的齿顶高； β——被切齿轮的螺旋角； 0α——滚刀刀齿的齿形角； δ——滚刀的安装角。
切入长度l 式中1ra ——被切齿轮齿顶圆半径； 1h ——滚齿时的切入深度； δ——滚刀的安装角。 安装滚刀的初始位置时，应使展成中心位于距切入端端面为l 的位置上，检验计算展成中心与切出端端面距离不小于l 0。 1.2 轴向窜刀的方向 滚刀的轴向窜刀，通常应在与被加工齿轮旋转方向相反的方向上进行，如图1-2轴向窜刀的方向。 图1-2 轴向窜刀的方向 1.3 轴向窜刀的窜刀量 直槽滚刀的窜刀量S 可用下式确定： S=* d *cos d nm c Z π γ 式中n ——滚刀头数； m ——滚刀模数；
Zd——滚刀圆周齿数； γ——滚刀螺旋升角； d c——（确定窜刀量大小的系数，为4、5、6、7、8、9等整数值）。 推荐轴向窜刀的窜刀量S等于滚刀的轴向齿距Px。 1.4轴向窜刀的时机 滚刀轴向窜刀的时机推荐为后刀面磨损约为磨钝标准的25%~30%时，即进行窜刀（单工步未加工完除外）。 在不同的切削条件下，滚刀窜刀量和窜刀时间间隔的最佳数值还要根据实际磨损情况，试验分析后确定。 1.5轴向窜刀的方法 我车间滚齿机的轴向窜刀需靠手动完成，基本方法有两种，推荐方法为方法一。 方法一：按照确定窜刀量的各种倍数值，制作垫刀垫圈，通过变换滚刀心轴上垫圈的厚度，使滚刀沿其轴线移动，以改变滚刀对被加工齿轮轴线的位置。 方法二：切削一定数量的齿轮后，将分齿挂轮脱开，并转动滚刀，以达到轴向窜刀的目的。 2 注：初次磨钝至标准下限即进行刃磨，逐步摸索加工不同材质工件的磨损带宽度理想值。 二、齿轮滚刀检验项目及检验标准 1、容屑槽周节的最大累积误差 容屑槽周节的最大累积误差用于表示滚刀前刀面在圆周上分布的不均
滚刀全参数计算机辅助设计
齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计 摘要：介绍了齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计软件中有关滚刀各部分尺寸计算、自动生成零件图、切齿仿真、被切齿轮对啮合仿真的实现方法，并介绍了三维啮合仿真的动画制作过程。 关键词：齿轮滚刀计算机辅助设计切齿仿真啮合仿真 Whole Parameter Computer Aided Design for Gear Hobs Qu Baiqing et al Abstract：The practical methods about dimension calculation,auto-drafing for spare parts pattem,tooth cutting emulation and engaging emulation for a pair of gears being cutted in the software of the whole parameter CAD for gear hobs are introduced．The procedure of the animation of the three dimensional gear engaging emulation is also presented． Keywords：gear hob CAD tooth cutting emulation gear engaging emulation 一、引言 齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具。用传统方法对齿轮滚刀进行设计时，由于参数太多，计算复杂，绘图繁琐，不仅设计效率低，而且容易发生错误。更重要的是，在齿轮加工完毕之前，一般没有把握确定滚刀设计是否合理，用其加工的齿轮齿廓曲线是否准确，也无法证实被切削的一对啮合齿轮在运行过程中是否会发生干涉现象等。 目前，AutoCAD软件在机械制造业中的使用已日益广泛。因此，在
盾构滚刀简介
17”盘型滚刀结构和技术参数介绍 图 1 目前国内生产盾构刀具的厂家相当多。 在关键部件轴承的选择，国内多选择USA的“铁木肯”系列轴承。海瑞克选poland 的SKF系列轴承。所选都是世界知名品牌。我认为所有设计都围绕该部件为基准来设计的，所 有我定为关键部件。（图3） 刀圈多为H13 钢（USA牌号，国内和热做模具钢接近的合金钢材料），热处理后HRC55-60. 与刀榖做过盈配合（过盈量在0.15-0.25mm ），预热套装到刀榖配合位置。在加挡圈以防止 刀圈外脱。 轴多采用轴承钢之内的材料；刀榖，上下端盖采用合金结构钢材料锻打，调质后加工而 成。下端盖与轴配合目前国内的产品多为间隙配合在加工楔口防止转动，以O型圈做密封的方法设计的，而海瑞克是下端盖与轴为小过盈的紧配合。上端盖采用与轴的螺纹配合，通过4 个环形阵列的扳手孔旋紧到轴上。（扳手要自己做） 浮动密封的浮动环目前也有大约 2 种加工情况，一种车床加工再做表面处理的，在研磨；一种为时效处理后磨床加工的，在研磨的。相比后者较好。浮动密封的胶圈要恢复性好，弹 性好，耐油。（图4） 防尘密封主要国内厂家的一些滚刀有这个设计，海瑞克没见到过，所以上图片中没有显 示。就是在刀榖与上下端盖的间隙处，在刀榖内加工环槽，在里面安装密封条与端盖发生小 摩擦以防止岩层粉末进入刀体内。 除单刃滚刀外还有双刃， 3 刃等多种滚刀，即在刀榖上安装多个刀圈，分单个刀榖上安装 2 个刀圈；多个刀榖上安装多个刀圈（多为中心滚刀图5） 以海瑞克17”滚刀出厂标准，刀圈外径为17 英寸，扭矩约24-35n.m ，刀圈HRC55-60（未
做准确测量，凭经验和粗测设备估计和参照国内出厂数据）图 3 图
评价岩石脆性指标对滚刀破岩效率的影响
第35卷第3期岩石力学与工程学报V ol.35 No.3 2016年3月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering March，2016评价岩石脆性指标对滚刀破岩效率的影响 刘泉声1，2，刘建平1，时凯3，潘玉丛1，黄兴1，刘学伟1，魏莱1 (1. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室，湖北武汉 430071；2. 武汉大学土木建筑工程学院 岩土与结构工程安全湖北省重点实验室，湖北武汉 430072；3. 碧桂园控股有限公司营销中心，广东广州 528000) 摘要：脆性是岩石重要的力学性质之一。岩石脆性与滚刀破岩效率密切相关，但目前还没有统一的用于评价滚刀 破岩效率的岩石脆性指标。总结现有的35种脆性指标，将其分为基于强度、应变、应变能、硬度、莫尔包络线、特殊试验和其他等7种类型。为研究岩石脆性与滚刀破岩效率之间的关系，通过滚刀贯入试验，引入归一化比能 概念，提出表征岩石脆性的新指标，重点研究基于强度和贯入试验的脆性指标与归一化比能之间的关系。试验结 果表明：(1) 滚刀更难贯入高强度岩石；(2) 脆性指标B2和B4与归一化比能之间呈强烈的指数函数关系，随着脆 性的增高，归一化比能降低，滚刀破岩效率增高，应优先选用脆性指标B2来评价滚刀破岩效率，其次是脆性指标 B4；(3) 将单轴抗压强度约20 MPa定义为单轴抗压强度过渡值，滚刀不适宜切削单轴抗压强度小于20 MPa的软 岩。试验结果对评价滚刀破岩效率时岩石脆性指标的选取具有一定的指导意义。 关键词：岩石力学；脆性指标；盘形滚刀；贯入试验；破岩效率 中图分类号：TU 45 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2016)03–0498–13 Evaluation of rock brittleness indexes on rock fragmentation efficiency by disc cutter LIU Quansheng1，2，LIU Jianping1，SHI Kai3，PAN Yucong1，HUANG Xing1，LIU Xuewei1，WEI Lai1 (1. State Key Laboratory of Geomechanics and Geotechnical Engineering，Institute of Rock and Soil Mechanics，Chinese Academy of Sciences，Wuhan，Hubei 430071，China；2.Key Laboratory of Safety for Geotechnical and Structural Engineering of Hubei Province，School of Civil Engineering，Wuhan University，Wuhan，Hubei 430072，China；3. Marketing Center of Country Garden Holdings Company Limited，Guangzhou，Guangdong 528000，China) Abstract：Brittleness is one of the most important mechanical properties of rock. The fragmentation efficiency of rock is closely related to the rock brittleness. No unified brittleness index of rock is confirmed in evaluating rock fragmentation efficiency by disc cutter. The existing 35 different brittleness indices were summarized and classified into seven categories with respect to strength，strain，strain energy，hardness，Mohr envelope，special tests，etc. In order to study the relations between the rock brittleness and the rock fragmentation efficiency by disc cutter，the normalized specific energy concept was introduced after carrying out the indentation tests with disc cutter，and a new index of rock brittleness was proposed. In addition，the relations between the normalized specific energy and brittleness indexes based on strength and indentation test were mainly studied. The results show that it 收稿日期：2015–05–04；修回日期：2015–07–22 基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2014CB046903，2015CB058102)；湖北省自然科学基金重点项目(2011CDA119) Supported by the National Key Basic Research and Development Program of China(973 Program)(Grants No. 2014CB046903 and 2015CB058102) and Key Program of Natural Science Foundation of Hubei Province(Grant No. 2011CDA119) 作者简介：刘泉声(1962–)，男，博士，1983年毕业于山东矿业学院矿井建设专业，现任研究员、博士生导师，主要从事岩土与地下工程方面的教学与研究工作。E-mail：liuqs@https://www.wendangku.net/doc/ab7138740.html, DOI：10.13722/https://www.wendangku.net/doc/ab7138740.html,ki.jrme.2015.0569
滚刀授课内容
齿轮滚刀的设计及通用性验算 一前言 我厂是中小模数齿轮生产的专业厂，用于加工齿轮的最常用的刀具-滚刀在我厂的应用非常普遍，批量化生产和单件小批量生产所需的滚刀大部分都属于专用滚刀，需要进行单独的设计与制造。 二齿轮滚刀的加工原理： 齿轮滚刀加工齿轮的原理，就是一对螺旋齿轮的啮合过程。滚刀实质就是一个具有一定切削角度的蜗杆。滚刀切削刃所在的蜗杆，称为滚刀的基本蜗杆。目前我们常用的滚刀 是阿基米德滚刀，其轴向截面为直线齿形。 三齿轮滚刀的分类: 齿轮滚刀按结构分为整体和镶片两种；按模数可分为大、中、小三种；按用途可分为粗、精两种；按精度等级又可分为四种：AA级滚刀（用于加工7级齿轮），A级滚刀（用于加工8级齿轮），B级滚刀（用于加工9级齿轮），和C级滚刀（用于加工10级齿轮）。 四齿轮滚刀的结构参数：
1，小模数齿轮滚刀为了能使刀齿顶部形成切削后角，其槽形角一般取45,并适当增大槽底圆弧半径。由于小模数齿轮 滚刀螺纹升角很小，故容屑槽做成平行于其轴线的直槽。 2，滚刀的外径： 滚刀的外径是一个重要的结构尺寸，其大小直接影响到其它结构参数的合理性。一般情况，精度要求高的齿轮，滚刀的外径应选择大一些，精度底的齿轮，滚刀外径可选 择小一些，因为滚刀外径越大，则分圆螺纹升角越小，滚 刀的近似造型误差越小，可提高齿形的设计精度。 滚刀外径大可使孔径增大，从而增加滚刀心轴的刚性。 同时，滚刀外径的增大，还可以使容屑槽数目增加，减少 切齿时齿轮齿面的包络误差，减小滚刀单齿的切削负荷， 提高齿轮的耐用度和齿轮表面光洁度。同时，滚刀的外径 也要考虑零件和机床的结构特点。 我厂齿轮滚刀外径尺寸一般为Ф25，Ф32（加工模数小于1的齿轮）Ф50 Ф63(加工模数大于1的齿轮)。 3，滚刀外径偏差按d10(GB159-59)规定。 4. 滚刀的孔径及精度： 滚刀的孔径主要是由外径决定的,滚刀外径越大，其孔径可相对增大，从而增加滚刀心轴的刚度，加工中能采用
滚刀工作原理分析
滚刀工作原理分析 盘形滚刀简称盘刀，就是隧道掘进机滚压破岩常用得一种刀具型式,典型得盘刀一般由刀圈、轮毂与轴组成。?盘形滚刀在各类隧道掘进机上使用非常广泛，主要用于全断面岩石隧道掘进机、盾构及顶管设备。过去盘形滚刀主要用于全断面岩石隧道掘进机刀盘破岩,随着隧道及地下工程得快速发展，所遇到地层复杂性逐渐增加,开始在盾构刀盘上使用盘刀(同时布置切刀与滚刀）,形成所谓得复合式盾构,以应对各种软硬不均或富水地层，如砂卵(砾)石地层、风化岩地层及越江、跨海隧道得高水压地层_1］。实践证明,这种盾构对地层具有良好得适应性，大大拓展了盾构得适用范围。国际上现在有研发全能隧道掘进机得趋势， 1盘形滚刀得受力及破岩机复合式盾构应该就是全能隧道掘进机得一种雏型。? 理?每把盘形滚刀在切割岩石得过程中,刀刃与岩石之间都存在３个方向得相互作 用力:(1)法向推压力FN,指向开挖面,由刀盘得推力提供;（２）切向滚动切割力FR，指向滚刀切向，由刀盘转矩提供;（3)滚刀边缘得侧向力ＦIJ,由滚刀对岩石得挤压力与刀盘旋转得离心力所产生，指向刀盘中心,其数值较小,与其它2个力不属于同一数量级,一般不考虑。３个方向得作用力见图1。切向滚动切割力主要取决于推力、切深及滚刀直径。盘刀直径一定,切深越大，所需滚动切割力越大;切深确定时，滚动切割力随盘刀直径得增大而减小。?刀盘工作时，滚刀先与开挖面接触,在推力作用下紧压在岩面上，随着刀盘得旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。盘形滚刀在刀盘得推力与转矩共同作用下，在掌子面上切出一系列同心圆沟槽。刀盘旋转并压人岩石得过程中，盘形滚刀对岩石将产生挤压、剪切、拉裂等综合作用，首先在刀刃下会产生小块破碎体,破碎体在刀刃下被碾压成粉碎体,继而被压密形成密实核,随后密实核将滚刀压力传递给周围岩石,并产生径向裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇,形成岩石碎片,整个过程如图2所示。由此形成得岩渣由破碎体、粉碎体及岩石碎片组成，各部分得组成比例取决于岩石性质、刀圈几何尺寸、推压力及刀问距。 图１滚刀受力示意图 ?图2 滚刀破岩原理示意图 2、1 布刀方式分析?盘形滚刀 ２盘形滚刀在刀盘上得布置? 在刀盘上得布置应满足一定得力学与几何学规律，布置时一般应满足:（1）尽可能使滚刀及刀盘受力均匀，使作用在大轴承上得径向载荷为零；(2）使前面得刀具能够为后面得刀具提供破岩临空面，形成前后滚刀顺次破岩,如图3所示。 图3 滚刀顺次破岩原理 因此，盘形滚刀在刀盘上一般按单螺旋线或双螺旋线模式,相邻滚刀按一定相位差布置.如R０bbins型与Jａvａ型掘进机得中心刀都布置在同一直线上；Rｏｂbins型掘进机正刀与边刀都以相邻2把刀为一组呈对称布置(相位角相差180°，相邻2组刀具沿刀盘轴线旋转９0°)；而Ｊａvａ型掘进机正刀与边刀亦以对称布置为原则,但相邻刀具相隔160~～1６5°.?盘形滚刀通常有单刃、双刃及三刃3种形式。盘形滚刀在刀盘上得布置应便于形成顺次破岩，即前一把滚刀先形成较好得切割轨迹及延伸裂纹,后一把滚刀到达时产生得裂纹将终止于前把滚刀形成得裂纹（即裂纹贯通、形成岩片）。由于双刃与三刃滚刀不能较好地满足所有滚刀顺次破岩得要求,且容易产生不均匀磨损，造成刀具受力恶化及刀具浪费，应尽可能选用单刃滚刀，边刀也应采用单刃滚刀.但为了节约刀盘空间，无论盾构还就是掘进机，在刀盘中心大都布置双刃或三刃滚刀。 ２、2 刀间距得确定原则及方法?无论就是采用哪种方式布置刀具,刀间
滚刀分析计算流程
3.1.1 岩石试件模拟 3.1.2 盘形滚刀模拟 分析流程： 第一阶段 1.在硬岩a中以带入8种滚刀尺寸，掘进速度3m/h,最终贯入量10mm，分三个阶段进行记录：第一个阶段是冲击挤压破碎阶段，（受力激增阶段）（贯入深度5mm） 第二个阶段是大量微裂纹形成阶段，（受力增长阶段）（贯入深度7.5mm） 第三个阶段是主裂纹形成阶段。（受力稳定）（贯入深度10mm）记录的主要内容有a.破岩的面积，裂缝延伸情况， b.滚刀的接触应力 2.在较硬岩b中带入8种滚刀尺寸，掘进速度3m/h,最终贯入量10mm，分三个阶段进行记录：第一个阶段是冲击挤压破碎阶段，（受力激增阶段）（贯入深度5mm） 第二个阶段是大量微裂纹形成阶段，（受力增长阶段）（贯入深度7.5mm） 第三个阶段是主裂纹形成阶段。（受力稳定）（贯入深度10mm）记录的主要内容有a.破岩的面积，裂缝延伸情况， b.滚刀的接触应力 3.在较软岩c中带入8种滚刀尺寸，掘进速度3m/h,最终贯入量10mm，分
三个阶段进行记录：第一个阶段是冲击挤压破碎阶段，（受力激增阶段）（贯入深度5mm） 第二个阶段是大量微裂纹形成阶段，（受力增长阶段）（贯入深度7.5mm） 第三个阶段是主裂纹形成阶段。（受力稳定）（贯入深度10mm）记录的主要内容有a.破岩的面积，裂缝延伸情况， b.滚刀的接触应力 4.在软岩d中带入8种滚刀尺寸，掘进速度3m/h,最终贯入量10mm，分三个阶段进行记录：第一个阶段是冲击挤压破碎阶段，（受力激增阶段）（贯入深度5mm） 第二个阶段是大量微裂纹形成阶段，（受力增长阶段）（贯入深度7.5mm） 第三个阶段是主裂纹形成阶段。（受力稳定）（贯入深度10mm）记录的主要内容有a.破岩的面积，裂缝延伸情况， b.滚刀的接触应力 通过观察破岩面积和受力分析在每种岩石条件下的最佳滚刀尺寸第二阶段 1.在硬岩a中选取第一阶段中获得的硬岩下的最佳滚刀模型，选取滚刀的间距50、60、70mm进行计算（两个滚刀是有先后顺序的，不是同时压入），通过观察两个滚刀的裂纹的情况，分析最佳滚刀间距。 2.在软岩d中选取第一阶段中获得的硬岩下的最佳滚刀模型，选取滚刀的间距70、80、90mm进行计算，通过观察两个滚刀的裂纹的情况，分析最佳滚刀间距。 第三阶段 1.通过第一阶段的计算分析硬岩a的条件下，最佳滚刀尺寸时的应力情况，来计算随着滚刀贯入度的增加，应力的增长情况。然后采用两个滚刀同时压入岩石，在几个贯入度时，观察裂纹的闭合连接情况，取裂缝连通时的贯入度为最优贯入度。 2.通过第一阶段的计算分析软岩d的条件下，最佳滚刀尺寸时的应力情况，来计算随着滚刀贯入度的增加，应力的增长情况。然后采用两个滚刀同时压入岩石，在几个贯入度时，观察裂纹的闭合连接情况，取裂缝连通时的贯入度为最优贯入度。 第四阶段 滚刀齿数2、4、8时，滚刀间距80mm（8齿滚刀：8个单滚刀同时压入岩石，无先后顺序），随便取一种岩石情况，贯入度取10mm，掘进速度取3m/h 分析滚刀接触力，裂缝情况。
滚刀工作原理分析
滚刀工作原理分析 盘形滚刀简称盘刀，是隧道掘进机滚压破岩常用的一种刀具型式，典型的盘刀一般由刀圈、轮毂和轴组成。 盘形滚刀在各类隧道掘进机上使用非常广泛，主要用于全断面岩石隧道掘进机、盾构及顶管设备。过去盘形滚刀主要用于全断面岩石隧道掘进机刀盘破岩，随着隧道及地下工程的快速发展，所遇到地层复杂性逐渐增加，开始在盾构刀盘上使用盘刀(同时布置切刀和滚刀)，形成所谓的复合式盾构，以应对各种软硬不均或富水地层，如砂卵(砾)石地层、风化岩地层及越江、跨海隧道的高水压地层_1]。实践证明，这种盾构对地层具有良好的适应性，大大拓展了盾构的适用范围。国际上现在有研发全能隧道掘进机的趋势，复合式盾构应该是全能隧道掘进机的一种雏型。 1 盘形滚刀的受力及破岩机理 每把盘形滚刀在切割岩石的过程中，刀刃与岩石之间都存在3个方向的相互作用力：(1)法向推压力FN，指向开挖面，由刀盘的推力提供；(2)切向滚动切割力FR，指向滚刀切向，由刀盘转矩提供；(3)滚刀边缘的侧向力FIJ，由滚刀对岩石的挤压力和刀盘旋转的离心力所产生，指向刀盘中心，其数值较小，与其它2个力不属于同一数量级，一般不考虑。3个方向的作用力见图1。切向滚动切割力主要取决于推力、切深及滚刀直径。盘刀直径一定，切深越大，所需滚动切割力越大；切深确定时，滚动切割力随盘刀直径的增大而减小。 刀盘工作时，滚刀先与开挖面接触，在推力作用下紧压在岩面上，随着刀盘的旋转，盘形滚刀一方面绕刀盘中心轴公转，同时绕自身轴线自转。盘形滚刀在刀盘的推力和转矩共同作用下，在掌子面上切出一系列同心圆沟槽。刀盘旋转并压人岩石的过程中，盘形滚刀对岩石将产生挤压、剪切、拉裂等综合作用，首先在刀刃下会产生小块破碎体，破碎体在刀刃下被碾压成粉碎体，继而被压密形成密实核，随后密实核将滚刀压力传递给周围岩石，并产生径向裂纹，其中有一条或多条裂纹向刀刃两侧向延伸，到达自由面或与相邻裂纹交汇，形成岩石碎片，整个过程如图2所示。由此形成的岩渣由破碎体、粉碎体及岩石碎片组成，各部分的组成比例取决于岩石性质、刀圈几何尺寸、推压力及刀问距。
滚齿加工工作原理
滚齿加工原理 图8-69a为滚齿加工的工作原理。滚齿时切削齿坯的刀具为滚刀，由于滚刀的螺旋升角较大，所以外形象一个蜗杆，滚刀在垂直于螺旋槽方向开槽，形成若干切削刃，其法向剖面具有齿条形状。因此当滚刀连续旋转时，刀齿可视为一个无限长的齿条的移动，如图8-69b。同时刀齿由上而下的进行切削，保持齿条（滚刀）和齿坯之间的啮合关系，滚刀就可在齿坯上加工出渐开线齿形，图8-69c。 滚齿加工的精度一般为8～7级，表面粗糙度Ra为3.2～1.6μm。 滚齿加工是在滚齿机上进行的，图8-70为滚齿机外形图。滚刀安装在刀架上的滚刀杆上，刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。工件则安装在心轴上。 滚齿时滚齿机必须有以下几个运动： 1．切削运动（主运动）即滚刀的旋转运动，其切削速度由变速齿轮的传动比决定。
2．分齿运动 即工件的旋转运动，其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。对于单线滚刀，当滚刀每转一转时，齿坯需转过一个齿的分度角度，即1/z 转（z 为被加工3．垂直进给运动 即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动，这是保证切出整个齿宽所必须的运动，由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。 齿轮的齿数）。 在滚齿时，必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致，然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上，刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。所以，必须把刀架扳转一个角度使之与齿轮的齿向协调。滚切直齿轮时，扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。滚切斜齿轮时，还要根据斜齿轮的螺旋方向，以及螺旋角的大小来决定扳转角度的大小及扳转方向。 齿轮滚刀是一种专用刀具，每把滚刀可以加工在滚齿机上除加工直齿、斜齿外圆柱齿轮外，也可以模数相同而齿数不等的各种大小不同的直齿或斜齿渐开线外圆柱齿轮。 加工蜗轮、链轮。但不能加工 内齿轮。对于加工双联齿轮和三联齿轮它也受到许多限制。 滚齿加工的原理及滚齿加工润滑油的选择 1．滚齿加工原理 滚齿加工是按照展成法的原理来加工齿轮的。用滚刀来加工齿轮相当于一对交错轴的螺旋齿轮啮合。在这对啮合的齿轮副中，一个齿数很少、只有一个或几个，螺旋角很大，就演变成了一个蜗杆状齿轮，为了形成切削刃，在该齿轮垂直于螺旋线的方向上开出容屑槽，磨前、后刀面，形成切削刃和前、后角，于是就变成了滚刀。滚刀与齿坯按啮合传动关系作相对运动，在齿坯上切出齿槽，形成了渐开线齿面，如图1a 所示。在滚切过程中，分布在螺旋线上的滚
盾构滚刀简介
17”盘型滚刀结构和技术参数介绍 图1 目前国内生产盾构刀具的厂家相当多。 在关键部件轴承的选择，国内多选择USA的“铁木肯”系列轴承。海瑞克选poland的SKF系列轴承。所选都是世界知名品牌。我认为所有设计都围绕该部件为基准来设计的，所有我定为关键部件。（图3） 刀圈多为H13钢（USA牌号，国内和热做模具钢接近的合金钢材料），热处理后HRC55-60.与刀榖做过盈配合（过盈量在0.15-0.25mm），预热套装到刀榖配合位置。在加挡圈以防止刀圈外脱。 轴多采用轴承钢之内的材料；刀榖，上下端盖采用合金结构钢材料锻打，调质后加工而成。下端盖与轴配合目前国内的产品多为间隙配合在加工楔口防止转动，以O型圈做密封的方法设计的，而海瑞克是下端盖与轴为小过盈的紧配合。上端盖采用与轴的螺纹配合，通过4个环形阵列的扳手孔旋紧到轴上。（扳手要自己做） 浮动密封的浮动环目前也有大约2种加工情况，一种车床加工再做表面处理的，在研磨；一种为时效处理后磨床加工的，在研磨的。相比后者较好。浮动密封的胶圈要恢复性好，弹性好，耐油。（图4） 防尘密封主要国内厂家的一些滚刀有这个设计，海瑞克没见到过，所以上图片中没有显示。就是在刀榖与上下端盖的间隙处，在刀榖内加工环槽，在里面安装密封条与端盖发生小摩擦以防止岩层粉末进入刀体内。 除单刃滚刀外还有双刃，3刃等多种滚刀，即在刀榖上安装多个刀圈，分单个刀榖上安装2个刀圈；多个刀榖上安装多个刀圈（多为中心滚刀图5） 以海瑞克17”滚刀出厂标准，刀圈外径为17英寸，扭矩约24-35n.m，刀圈HRC55-60（未
做准确测量，凭经验和粗测设备估计和参照国内出厂数据）图3 图
最新主轴升降制动装置结构图Table
摘要 小型数控卧式镗铣床主轴箱沿着X轴升降。数控机床的加工系统、立体仓库中堆垛机的升降系统、平面绘图仪的绘图系统等,尽管结构和功能各不相同,但基本原理相同。机电一体化系统是将机械系统与微电子系统结合而形成的一个有机整体。本文通过对小型数控卧式镗铣床主轴箱的机械系统、控制系统及接口电路的设计,阐述了机电一体化系统设计中共性和关键的技术。 本说明书简要明确的说明了小型数控卧式镗铣床主轴箱升降和制动装置设计的过程及内容，包括机械传动系统和电气控制系统的设计，其中机械传动系统部分包含了确定系统脉冲当量和切削力，滚珠丝杠螺母副的计算和选型，电机的计算和选型。 本次课程设计，主要设计和研究小型数控卧式镗铣床主轴箱升降和制动装置及其电气原理图。确定小型数控卧式镗铣床主轴箱升降的传动系统，并且选择了螺旋传动，验算了螺旋传动的刚度、稳定性，寿命等参数；还设计了导轨，根据其用途和使用要求，选择了直线滚动导轨副，确定了其类型、转动力矩、转动惯量。 关键词：滚珠丝杠螺母副；直线滚动导轨副；伺服电机；PLC
第一章总体方案设计 1.1系统的运动方式与伺服系统的选择 为了实现镗铣床主轴箱升降和制动，运动定位、暂停、急停等功能，故选择连续控制系统。考虑到对工作台实际位移的检测，补偿系统的误差，故采用半闭环控制系统，利用交流伺服电机进行驱动。 半闭环控制系统如图所示。 1.2机械传动方式 为了实现设计要求的分辨率，采用伺服电机传动丝杠。为了保证一定的传动精度和传动平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。同时，为提高传动刚度和消除传动间隙，采用有预加负荷的结构。 1.3电气控制系统方案设计 采用三菱PLC 伺服系统 1.4总体方案的确定 数控机床总体方案设计，主轴箱升降总体方案设计见图 驱动单元 交流伺服电机 执行部件
滚刀的安装调试
滚刀的安装调试 （1） 滚刀刀杆的安装 滚刀安装时，要检查刀杆与滚刀的配合，以用手能将滚刀推入刀杆为准。间隙太大会引起滚刀的径向圆跳动。 安装时，应将刀杆与锥度部分擦干净，装入机床主轴孔内并紧固。不准锤击滚刀，以免刀杆弯曲。 滚刀安装好后，要在滚刀的两端凸台处检查滚刀的径向和轴向圆跳动误差，滚刀芯轴和滚刀的安装要求如下表 可调整主轴轴向间隙。 安装刀垫及刀杆支架外轴瓦座时，为了减少安装滚刀的误差，垫圈数目越少越好，擦得越干净越好，垫圈端面不应有划痕，紧固螺母的端面及垫圈均应磨制而成。刀杆支架装入时配合间隙要适宜。过紧将导致轴瓦发热磨损，甚至研死；过松将在滚切过程中产生振动，影响工件质量。 （2） 滚刀刀架安装角的确定 滚刀安装的正确性直接影响加工齿轮的精度。安装时，应将滚刀孔和端面、间隔环的端面、主轴锥孔及滚刀芯轴的赃物、毛刺等清除干净。否则，滚刀芯轴装入主轴锥孔后，会发生偏斜，甚至会拉伤主轴锥孔和滚刀芯轴。 滚刀安装角即滚刀轴心线与水平位置的夹角，齿轮滚刀安装角按下式计算 θ=β+γ 式中：θ为滚刀安装角度，β为齿轮的螺旋角，γ为滚刀螺纹导程角。 γ与β旋向一致时取“-”号，即θ=β-γ；γ与β旋向相反时取“+号，即θ=β+γ；特殊情况 β＜γ，θ=γ-β。 滚切直齿圆柱齿轮时，刀架也要扳转一个角度θ=γ，即顺时针扳转刀具的导程角γ。 因左旋滚刀很少用，有就是逆时针方向扳转。（也就是滚刀基本都是右旋滚刀） （学习总结：由上面说的滚切直齿圆柱齿轮时θ=γ，而γ为滚刀螺纹导程角。如果滚刀的螺纹导程角是固定的话，在滚直齿圆柱齿轮时，安装滚刀架时候就是一个固定角度了）
TBM盘形滚刀应用于隧道工程中的工作原理
TBM盘形滚刀应用于隧道工程中的工作原理 摘要：盘形滚刀在各类隧道掘进机上使用非常广泛，主要用于全断面岩石隧道掘进机、盾构及顶管设备。过去盘形滚刀主要用于全断面岩石隧道掘进机刀盘破岩，随着隧道及地下工程的快速发展，所遇到地层复杂性逐渐增加，开始在盾构刀盘上使用盘刀(同时布置切刀和滚刀)，形成所谓的复合式盾构，以应对各种软硬不均或富水地层，如砂卵(砾)石地层、风化岩地层及越江、跨海隧道的高水压地层。实践证明，这种盾构对地层具有良好的适应性，大大拓展了盾构的适用范围。国际上现在有研发全能隧道掘进机的趋势，复合式盾构应该是全能隧道掘进机的一种雏型。本文对盘形滚刀进行了较系统的分析和总结。 关键词：盘形滚刀；西秦岭隧道；tbm刀盘 abstract：in the past,convolute hob is mainly used in making cutter of the trigonal tunnel grab when cutting rock. now,convolute hob is widely equipped in all kinds of tunnel grab,such as trigonal tunnel grab,shield and pipe-jacking fixture. with the development of tunnel and underground project,shield-cutter equipped with circular knife,comes into being the compound shield,which helps to cut kinds of ground with much water,such as grit ground,airslaked ground and high hydraulic pressure tunnel.to be proved,this shield suits the stratum excellently,so that the application of
齿轮滚刀设计说明书总结
重庆工商大学 毕业设计说明书课题名称：齿轮滚刀的设计 院（系）应用技术学院 专业年级2005级机电（高专）班 学生姓名：刘青山学号： 2004405217 指导教师：唐全波(职称：副教授) 刘胜军（职称：工程师）日期 2008年5月
目录 一．前言 (2) 二. 齿轮滚刀设计 (3) 1. 齿轮滚刀的特点及其发展趋势 (3) 2. 齿轮滚刀的计算及其验证 (3) 3.滚刀心轴设计计算及验证 (8) 4. 齿轮滚刀心轴轴套设计 (9) 5. 拉紧螺栓设计 (10) 6. 齿轮滚刀心轴右端螺纹相配螺母设计 (11) 7. 齿轮滚刀与心轴配合键的设计 (12) 8.结论 (12) 三. 滚刀加工工艺 1．滚刀的加工工艺 (14) 2．滚刀心轴的加工工艺 (16) 3．滚刀轴套的加工工艺 (17) 四．致谢 (18) 五.参考文献 (19) 六附录（图纸）
前言 毕业设计是在我学完整个大学课程，。三年的机电一体化专业知识的学习，使我主要学习了工程制图、机械设计、机械制造、工程力学等基础知识，还进行了一定的实训课程，包括金工实训，齿轮减速箱的零件图，装配图的绘制，以及齿轮设计、工件夹具设计和AotoCAD/CAM实训。 这是对我们之前所学各课程的一次深入的综合性的复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们大学的学习任务中占有非常重要的地位。毕业设计在于，培养我们调查研究，熟悉有关技术的改革，运用国家标准、规范、手册、图册等工具书进行设计计算、数据处理、编写技术文件及软件运用的独立工作能力。通过毕业设计，使我们能够建立正确的设计思想，充分理解理论设计与现场加工的差距，使理论上的理解转化为加工中的实际操作，初步解决专业工程技术问题的方式和手段。 就我个人而言，通过本次的毕业设计，能对我将来从事的工作进行一次适应性的训练，从中锻炼自己分析解决问题的能力。
圆顶翅片滚刀的设计开发及其装配
圆顶翅片滚刀的设计开发及其装配 田冬龙武宝林张牧沈铭乾 (天津工业大学机械工程学院天津300387） 摘要：本文通过对圆顶翅片散热带成形特点的分析研究，利用滚切成型原理开发出一种效率高、精度高、快速设计的翅片滚刀设计方法，并对滚刀的设计理论及成型原理进行阐述，最后以一种类型翅片的刀具为例进行滚刀的设计建模，并经ANSYS仿真从而验证本设计的正确性。 关键词：散热器；圆顶翅片；滚刀；设计理论；装配 The Design and Assembly of Dome-topped Fin Hob Tian Donglong Wu Baolin Shen Mingqian （College of Mechanical Engineering, Tianjin Polytechnic University, Tianjin, 300387）Abstract：By analyzing and researching the forming characteristics of the dome-topped fin’s radiating corrugated ribbon , also by combining with roll-type principle, the thesis develops a rapid design hob fin design method with high efficiency and high precision. After elaborating the hob’s design philosophy and molding principle, the authors design and establish a three-dimensional modal and take one of which as a model of the hob . In the end, the thesis verifies the validity and serviceability of the design by the ANSYS simulation. Key words: radiator; dome-topped fins; hob ;design; assembly 1 前言 翅片是汽车水箱、中冷器以及汽车空调等的重要组成部分，其质量的优劣直接影响到散热效果。滚刀是加工翅片的主要部件，对翅片的形状及精度起到决定性的作用，因而滚刀的设计开发显得尤为重要，基于以上原因本文提出翅片滚刀的设计理论。 2 翅片滚刀的设计 （1）翅片滚刀的工作原理 根据圆顶翅片形状，滚刀可以分为两类：圆顶直齿滚刀:用于滚压平直形、锯齿形圆顶翅片；圆顶斜齿滚刀:用于滚轧百叶窗、波纹带圆顶翅片。 根据齿轮啮合的基本定律[1]可知，渐开线齿廓不但能保证传动的平稳性，易于加工制造，同时其所独具的中心距可分性也给滚刀的安装调试，控制散热带高度带来很大的便利，因而选择渐开线作为滚刀的齿廓形状。滚刀组为一对精密啮合的刀片组，铝带从中间通过，初步形成所需的翅片形状，如图（1、2）所示： 图1 加工简图图2 三维模拟加工（2）滚刀的齿形参数设计 翅片几何参数可以归结为如下的两个表征参数[2]：即翅片的斜边长BD和顶弧长 AB，见图3 。由于翅片的形状是关于C点 对称的，所以令翅片与滚刀成形过程中翅片上C点与滚刀F点接触，并令滚刀F点为分度圆上的点，则在滚切过程中 FK=AC。此时滚刀的设计计算简化为 FK段的设计计算，即计算G点的压力角G α，F点的压力 角 F α，顶弧对应的圆心角 k α，分度圆半径F r，顶弧半径 1 r,滚刀齿数Z，并满足 GK AB =, BC S GFξ =+? 滑 的要求，ξ取0.23-0.27，齿数大的取小点，齿数小的取大点。(见图4)。 图3 翅片展开长度 图4 滚刀齿形结构图