第4章 典型表面加工(新-1)

第4章典型表面加工分析

4.1外圓表面的加工4.2內(nèi)孔表面的加工4.3平面的加工4.4螺紋表面的加工4.5成形表面的加工4.6齒輪齒形的加工

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零件表面的類型和要求不同,采用的加工方法也不一樣,但無論何種表面,在設(shè)計其加工工藝時,都需遵循以下兩個基本原則：

1.粗、精加工分開

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粗加工的目的是要求生產(chǎn)率高，在盡量短的時間內(nèi)切除大部分余量，并為進一步加工提供定位基準(zhǔn)及合適的余量。

?精加工的目的是對零件的主要表面進行最終加工，使其獲得符合精度和表面粗糙度要求的表面。因此，只有粗、精加工分開,在粗加工后再進行精加工,才能保證工件表面的質(zhì)量要求.

2.幾種不同加工方法相配合

?實際生產(chǎn)中，對于某一種零件的加工，往往不是在一臺機床用一種加工方法完成的，而要根據(jù)零件的尺寸、形狀、技術(shù)要求和生產(chǎn)批量，結(jié)合各種加工方法的工藝方法特點和適用范圍及現(xiàn)有設(shè)備條件，綜合考慮生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益，擬定合理的加工方案，將幾種加工方法相配合，逐步完成零件各種表面的加工。4.1外圓表面的加工4.1.1外圓表面的技術(shù)要求4.1.2

外圓面加工方案的分析4.1.1外圓表面的技術(shù)要求外圓表面的技術(shù)要求，一般分為四個方面：1.尺寸精度指外圓表面直徑和長度的尺寸精度。2.形狀精度指外圓表面的圓度、圓柱度、素線直線度和軸線直線度。3.位置精度指外圓表面與其他表面（外圓表面或內(nèi)孔表面）間的同軸度、對稱度、位置度、徑向圓跳動；與規(guī)定平面（端平面）間的垂直度、傾斜度等。4.表面質(zhì)量指表面粗糙度，對某些重要零件的表面，還要求表層硬度、殘余應(yīng)力、顯微組織等。4.1.2外圓面加工方案的分析

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對于一般鋼鐵零件，外圓面加工的主要方法是車削和磨削。要求精度高、粗糙度小時，往往還要進行研磨、超級光磨等光整加工。對于某些精度要求不高，僅要求光亮的表面，可以通過拋光來獲得，但在拋光前要達到較小的粗糙度。對于塑性較大的有色金屬（如銅、鋁合金等）零件，由于其精加工不宜用磨削，故常采用精細車削。

?根據(jù)各種零件外圓表面的精度和表面粗糙度要求，其加工方案大致可分如下幾類：1.低精度外圓表面的加工對于加工精度要求低、表面粗糙度值較大的各種零件的外圓表面（淬火鋼件除外）。經(jīng)粗車即可達到要求。尺寸精度達IT12~IT11，表面粗糙度Ra值不大于50~12.5μm。2.中等精度外圓表面的加工對于非淬火鋼件、鑄鐵件及有色金屬件外圓表面，粗車后再經(jīng)一次半精車即可達到要求。尺寸精度達IT10~IT9，表面粗糙度Ra值不大于6.3~3.2μm。3.較高精度外圓表面的加工

視工件材料和技術(shù)要求不同可有兩個加工方案：

（1）粗車—半精車—粗磨此方案適用于加工精度較高的淬火鋼件、非淬火鋼件和鑄鐵件外圓表面。尺寸精度達IT8~IT7，表面粗糙度Ra值不大于1.6~0.8μm。

（2）粗車—半精車—精車此方案適用于銅、鋁等有色金屬件外圓表面的加工。由于有色金屬塑性較大，其切屑易堵塞砂輪表面，影響加工質(zhì)量，故以精車代替磨削。其加工精度與（1）同。

4.高精度外圓表面的加工

與上述“3”類似，視工件材料有兩個方案：（1）粗車—半精車—粗磨—精磨此方案適用于加工各種淬火、非淬火鋼件和鑄鐵件。尺寸精度達IT6~IT5，表面粗糙度Ra值不大于0.4~0.2μm。（2）粗車—半精車—精車—精細車此方案適用于加工有色金屬工件，其尺寸精度達IT6~IT5，表面粗糙度Ra值不大于0.4~0.2μm。5．精密外圓表面的加工

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對于更高精度的鋼件和鑄鐵件，除車削、磨削外，還需增加研磨或超級光磨等光整加工工序，使尺寸精度達尺寸精度達IT5~IT3，表面粗糙度Ra值不大于0.1~0.006μm。

?此外，還需根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)、尺寸和技術(shù)要求的不同特點，選用相適應(yīng)的加工方案。

?表4-1給出了外圓面加工方案的框圖，可作為擬定加工方案的依據(jù)和參考。表4-1外圓面加工方案框圖（Ra的單位為μm）例1：紫銅小軸，?20h6，Ra0.4μm。粗車—半精車—精車—精細車粗車—半精車—粗磨—半精磨加工方案有：√4.2內(nèi)孔表面的加工4.2.1內(nèi)孔表面的技術(shù)要求4.2.2孔加工方案的分析4.2.1內(nèi)孔表面的技術(shù)要求

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技術(shù)要求是擬定工藝方案的重要依據(jù)。與外圓表面類似，內(nèi)孔表面的技術(shù)要求也有以下四個方面：1.尺寸精度

指孔徑和孔深的尺寸精度及孔系中孔與孔、孔與相關(guān)表面間的尺寸精度等。2.形狀精度指內(nèi)孔表面的圓度、圓柱度及素線直線度和軸線直線度等.3.位置精度指孔與孔（或與外圓表面）間的同軸度、對稱度、位置度、徑向圓跳動，孔與孔（或與相關(guān)平面）間的垂直度、平行度、傾斜度等。4.表面質(zhì)量指內(nèi)孔表面的粗糙度及表層物理力學(xué)性能的要求等。

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根據(jù)各種零件內(nèi)孔表面的尺寸、長徑比、精度和表面粗糙度要求,在實體材料上加工內(nèi)孔.其加工方案大致有以下幾類：

1.低精度內(nèi)孔表面的加工

對精度要求不高的未淬硬鋼件、鑄鐵件及有色金屬體，經(jīng)一次鉆孔即可達到要求。尺寸精度達IT10以下，表面粗糙度Ra值不大于50~12.5μm。

2.中等精度內(nèi)孔表面的加工

對于精度要求中等的未淬硬鋼件、鑄鐵件及有色金屬件，當(dāng)孔徑小于30mm時，采用鉆孔后擴孔；孔徑大于30mm，采用鉆孔后粗鏜達到要求。尺寸精度達IT10~IT9表面粗糙度Ra值不大于6.3~3.2μm。

4.2.2孔加工方案的分析3.較高精度內(nèi)孔表面的加工

對于精度要求較高的除淬硬鋼外的零件內(nèi)孔表面，當(dāng)孔徑小于20mm時，應(yīng)采用鉆孔后鉸孔；孔徑大于20mm時，視具體條件，先用下列方案之一.

鉆—擴—鉸；

鉆—粗鏜—精鏜；

鉆—鏜（或擴）—磨；

鉆—拉。

4.高精度內(nèi)孔表面的加工

對于精度要求很高的內(nèi)孔表面，當(dāng)孔徑小于12mm時，可采用鉆—粗鉸—精鉸方案；孔徑大于12mm時，視具體條件選用下列方案之一：

鉆—擴（或鏜）—粗鉸—精鉸；

鉆—拉—精拉；

鉆—擴（或鏜）—粗磨—精。

尺寸精度達IT7~IT6，表面粗糙度Ra值不大于0.8~0.4μm。

5.精密內(nèi)孔表面的加工

對于精度要求更高的精密內(nèi)孔表面，可在高精度內(nèi)孔表面加工方案的基礎(chǔ)上，視情況分別采用手鉸、精細鏜、精拉、精磨、研磨、珩磨、擠壓或滾壓等精細加工方法加工。尺寸精度達IT6以上，表面粗糙度Ra值不大于0.4~0.025μm。表4-2孔加工（在實體材料上）方案框圖（Ra的單位為μm）例2：單件小批生產(chǎn)中，鑄鐵齒輪上的孔，?20H7，

Ra1.6μm。鉆—粗鏜—半精鏜—精鏜鉆—擴—粗鉸—精鉸加工方案有：√4.3平面的加工

平面是箱體、機座、機床床身和工作臺零件的主要表面，也是其他零件的組成表面之一。根據(jù)其作用不同平面可分為以下幾種：（1）非結(jié)合平面這種平面不與任何零件相配合，一般無加工精度要求，只有當(dāng)表面為了抗腐和美觀時才進行加工，屬低精度平面。（2）結(jié)合平面這種平面多數(shù)用于零部件的連接面。如車床主軸箱、進給箱與床身的連接平面，一般要求精度和表面質(zhì)量均較高。（3）導(dǎo)向平面如各類機床的導(dǎo)軌面，這種平面的精度和表面質(zhì)量要求極高。（4）精密量具表面如鉗工的平臺、平尺的測量面和計量用量塊的測量平面等。這種平面要求精度和表面質(zhì)量均很高。4.3.1平面的技術(shù)要求?平面本身沒有尺寸精度要求，其他技術(shù)要求主要有：1.形狀精度指平面度、直線度等。2.位置精度指平面之間或平面對軸線間的平行度、垂直度和傾斜度等。3.表面質(zhì)量指表面粗糙度、表層硬度、殘余應(yīng)力和顯微組織等。4.3.2平面加工方案分析平面加工方案的選擇，除根據(jù)平面的精度和表面粗糙度要求外，還應(yīng)考慮零件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料的性能和熱處理要求以及生產(chǎn)批量等，通常有以下幾種類型：1.低精度平面的加工

對精度要求不高的各種零件（淬火鋼零件除外）的平面，經(jīng)粗刨、粗銑、粗車等即可達到要求。表面粗糙度Ra值不大于50~12.5μm。2.中等精度平面的加工對于表面質(zhì)量要求中等的非淬火鋼件、鑄鐵件，視工件平面尺寸不同有以下幾種方案：（1）粗刨—精刨此方案適于加工狹長平面。（2）粗銑—精銑此方案適于加工寬大平面。（3）粗車—精車此方案適于加工回轉(zhuǎn)體軸、套、盤、環(huán)等零件的端面。此外，大型盤類零件的端面，一般較宜在立式車床上加工。（4）粗插—精插此方案適于封閉的內(nèi)平面加工。上述各種加工表面粗糙度Ra值不大于6.3~1.6μm。

3.高精度平面的加工視工件材料和平面尺寸不同，有以下五種方案：（1）粗刨—精刨—寬刃精刨（代刮研）此方案適于加工未淬火鋼件、鑄鐵件、有色金屬等材料的狹長平面。（2）粗銑—精銑—高速精銑此方案適于加工未淬火鋼件、鑄鐵件、有色金屬等材料的寬平面。（3）粗銑（粗刨）—精銑（精刨）—磨削此方案適于加工淬火鋼和非淬火鋼件、鑄鐵件的各種平面。（4）粗插—精插—磨削此方案適于加工回轉(zhuǎn)體零件的臺肩平面。其較小臺肩平面采用普通外圓磨床加工；較大臺肩平面用行星磨加工。（5）粗銑—拉削此方案適用于大批大量生產(chǎn)除淬火鋼以外的各種金屬零件，不僅生產(chǎn)率很高，而且加工質(zhì)量也較高。上述各種加工表面粗糙度Ra值不大于0.8~0.2μm。4.精密平面的加工對于有更高精度要求的平面，可在磨削后分別采用研磨、拋光等工序，使表面粗糙度Ra值不大于0.4~0.12μm。表4-3平面加工方案框圖（Ra的單位為μm）

例3：單件小批生產(chǎn)中，機座（鑄鐵）的底面，

L×B=500×300mm,

Ra3.2μm。粗刨—精刨粗銑—精銑加工方案有：√4.4螺紋表面的加工

4.4.1螺紋表面的表面要求

4.4.2螺紋表面的加工方法

4.4.3螺紋加工方法的選擇4.4.1螺紋表面的技術(shù)要求

?螺紋表面與其他表面一樣，有一定的尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量要求。此外，視其工件條件與用途的不同，還有其他相應(yīng)的技術(shù)要求。

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用于固定聯(lián)接的緊固螺紋，只要求可旋入性和聯(lián)接的可靠性，故一般只對中徑和頂徑（外螺紋的大徑、內(nèi)螺紋的小徑）提出精度要求；對于無傳動精度要求的傳動螺紋，也只對中徑和頂徑精度提出要求。?對有傳動精度要求的傳動螺紋和讀數(shù)螺紋。除要求中徑和頂徑的精度外，還對螺距和牙型半角的精度有較高要求。同時為了保證傳動精度、讀數(shù)精度、耐磨及螺紋接觸良好性，對螺紋表面的粗糙度、硬度和尺寸穩(wěn)定性等也有較高的要求。4.4.2螺紋表面的加工方法

螺紋表面的加工方法很多，常用的有攻螺紋、套螺紋、車螺紋、銑螺紋、磨螺紋、研磨和無屑加工（搓絲、滾絲）等。

1.攻螺紋和套螺紋

攻螺紋是用絲錐加工尺寸較小的內(nèi)螺紋。單件小批生產(chǎn)中，可以用手用絲錐手工攻螺紋；當(dāng)批量較大時，則在車床、鉆床或攻絲機上用機用絲錐攻螺紋。套螺紋是用板牙加工尺寸較小的外螺紋，螺紋直徑一般不超過16mm，它既可以手工操作，也可在機床上進行。

2.車螺紋車螺紋是用螺紋車刀加工出工件上的螺紋，可是用來加工各種形狀、尺寸及精度的內(nèi)、外螺紋，特別適于加工尺寸較大的螺紋。用螺紋車刀車螺紋，刀具簡單，適用性廣，可以使用通用設(shè)備，且能獲得較高精度的螺紋。但生產(chǎn)率低，加工質(zhì)量取決于工人的技術(shù)水平以及機床、刀具本身的精度，所以主要用于單件小批生產(chǎn)。

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當(dāng)生產(chǎn)批量較大時，為了提高生產(chǎn)率，常采用螺紋梳刀（見圖4-1）車螺紋。螺紋梳刀實質(zhì)上是多把螺紋車刀的組合，一般一次走刀就能切出全部螺紋，因而生產(chǎn)率很高。但螺紋梳刀只能加工低精度螺紋，且螺紋梳刀制造困難。當(dāng)加工不同螺距、頭數(shù)、牙形角的螺紋時，必須更換相應(yīng)的螺紋梳刀，故只適用于成批生產(chǎn)。此外，對螺紋附近有軸肩的工件，也不能用螺紋梳刀加工螺紋。圖4－1螺紋梳刀3.銑螺紋

?銑螺紋是在專用的螺紋銑床上用螺紋銑刀加工螺紋的方法。根據(jù)銑刀結(jié)構(gòu)的不同，銑螺紋可分為下述兩種：（1）用盤狀螺紋銑刀銑螺紋（圖4-2）

這種方法一般用于加工螺距較大的傳動螺紋，如絲杠、蝸桿等梯形螺紋。加工時，銑刀軸線必須相對于工件軸線轉(zhuǎn)動一個螺旋升角λ。由于加工精度較低，通常只作為粗加工，然后再用車削進行精加工。（2）用梳狀螺紋銑刀銑螺紋（圖4-3）

銑螺紋時，銑刀、工件除按箭頭方向旋轉(zhuǎn)外，銑刀還作緩慢的軸向移動。在工件轉(zhuǎn)動一周的同時銑刀應(yīng)沿軸線移動一個螺距，工件只需要轉(zhuǎn)一周多一點就可切出全部螺紋，因此，生產(chǎn)率較高。但該法其加工精度低，并需專用機床。這種方法適用于成批生產(chǎn)的、加工工件短而螺距又不大的三角形內(nèi)、外螺紋，還可以加工靠近軸肩或盲孔底部的螺紋，且不需要退刀槽。圖4-2盤狀螺紋銑刀與銑刀的安裝

圖4-3梳狀螺紋銑刀銑削螺紋

4.磨螺紋

?用單線或多線砂輪來磨削工件的螺紋，稱為磨螺紋，常用于淬硬螺紋的精加工，例如絲錐、螺紋量規(guī)、滾絲輪及精密傳動螺桿上的螺紋，為了修正熱處理引起的變形，提高加工精度。必須進行磨削。磨螺紋一般在專門的螺紋磨床上進行。螺紋在磨削之前，可以用車、銑等方法進行預(yù)加工，對于小尺寸的精密螺紋，也可以不經(jīng)預(yù)加工而直接磨出。

?外螺紋的磨削可以用單線砂輪或多線砂輪進行磨削（見圖4-4）。用單線砂輪磨螺紋，砂輪的修整較方便，加工精度較高，并且可以加工較長的螺紋。而用多線砂輪磨螺紋，砂輪的修整比較困難，加工精度比前者低，且僅適用于加工較短的螺紋。但是用多線砂輪磨削時，工件轉(zhuǎn)~轉(zhuǎn)就可以完成磨削加工，生產(chǎn)率比用單線砂輪磨削高。

?直徑大于30mm的內(nèi)螺紋，可用單線砂輪磨削。圖4-4砂輪磨螺紋4.4.3螺紋加工方法的選擇螺紋加工方法應(yīng)視工件形狀、精度要求、工件材料、熱處理及生產(chǎn)批量等，綜合考慮合理選擇。表4-4列出了各種方法加工螺紋的精度及適用范圍，供參考。4.5.1成形表面的技術(shù)要求

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與其表面相似，成形表面的技術(shù)要求是零件上成形表面各部位的尺寸精度和形狀精度；成形表面與其他表面間的平行度、垂直度、同軸度、對稱度等的位置精度和表面質(zhì)量。表面質(zhì)量是指表面粗糙度、表層顯微組織、表面硬度等。4.5成形表面的加工4.5.2成形表面的加工特點

1.成形表面的形成（1）回轉(zhuǎn)成形面是以一條曲線為母線，繞一固定軸線旋轉(zhuǎn)而形成的表面,如機床手柄、手輪、圓球、圓弧面等。回轉(zhuǎn)成形面一般多用車削加工。（2）直線成形面是以一條直線為母線，沿一條封閉的或不封閉曲線平行移動而形成的表面，又稱成形溝槽。溝槽形式分直線形、圓弧形。如直槽、螺旋槽、齒輪齒形、凸圓弧、凹圓弧等。直線成形面一般多用銑削、刨削加工。（3）立體成形面又稱空間曲面。各個不同截面上具有不同的輪廓形狀，是一個復(fù)雜的空間曲面。如各種模具的型腔、汽輪機和水輪機的葉片、飛機和船舶的螺旋漿等。這類成形表面的加工相當(dāng)復(fù)雜，除用仿形法外，還可用數(shù)控機床和電火花機床加工。

2.成形表面加工方法

成形表面的加工一般采用車削、刨削、銑削、拉削或磨削。根據(jù)批量的大小和材料性能的不同，以及成形表面的特點，成形表面的加工方法歸納起來有兩種基本形式：（1）利用成形刀具加工

即用切削刃形狀與工件廓形相符合的刀具，直接加工出成形面。圖4-5用成形車刀車成形表面1—成形刀2—燕尾3—夾緊螺釘4—夾持體

1）車削成形表面

圖4-5是用成形車刀車削成形表面的示意圖。成形車刀的刃形與工件表面母線形狀一致.加工時，車刀只作橫向進給運動。

2）刨削成形表面

圖4-6是用成形刨刀刨削成形表面的示意圖。成形刨刀的結(jié)構(gòu)與成形車刀類似。由于刨削有較大的沖擊力，容易引起振動，故這種方法只適用于加工尺寸小、形狀簡單的直線成形表面。且加工重量和效率較低。圖4-6成形刨削成形表面

3）銑削成形表面圖4-7是用成形銑刀銑削凸圓弧的示意圖.這種銑削方法一般在臥式銑床上用盤狀成形銑刀進行。

·成形銑刀在生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。銑削的生產(chǎn)率較高，常用于成批生產(chǎn)中加工尺寸較小的直線成形表面。圖4-7成形銑刀銑削成形面4）拉削成形表面

拉削除了能加工圓孔和平面外，還可以加工直線成形表面。

·

與刨削和銑削相比，拉削成形表面不僅加工精度較高，表面粗糙度值小，而且生產(chǎn)率很高；但成形拉刀制造要復(fù)雜得多，費用更高。故拉削成形表面宜用于成批和大量生產(chǎn)中。

5）磨削成形表面

圖4-8是用成形砂輪磨削成形表面的示意圖。與金屬成形刀具相似，先修整砂輪，使它具有與工件成形表面相反的輪廓形狀，然后用其磨削成形表面。這種方法在外圓磨床上可以磨削回轉(zhuǎn)體成形表面，在平面磨床上可以磨削直線成形外表面。

?

磨削成形表面主要用于精度高、粗糙度小的成形表面，尤其是經(jīng)淬火后的精密成形表面（如凸輪、靠模和沖模等零件的工作面）的精加工.圖4-8成形砂輪磨削成形表面

（2）利用刀具與工件間特定的相對運動加工

用靠模裝置車削成形表面如圖4-9所示。把車床的中滑板絲杠與螺母脫開，并將拉板3固定在中滑板上，另一端與滾柱5連接。當(dāng)床鞍作縱向移動時，滾柱5沿著靠模4的曲線槽移動，使車刀作相應(yīng)的移動，車削出工件2的成形表面。1—車刀2—工件3—拉板4—靠模5—滾柱圖4-9用靠模法加工成形表面4.6齒輪齒形的加工4.6.1圓柱齒輪傳動的精度要求：4.6.2齒輪齒形加工方法的分析4.6.3圓柱齒輪齒形的精加工4.6.4研齒4.6.5齒形加工方法選擇4.6.1圓柱齒輪傳動的精度要求

對于齒輪，除了有尺寸精度、形位精度和表面質(zhì)量的要求外，根據(jù)齒輪傳動特點和不同用途，還對齒輪傳動性能提出了如下精度要求：

1.傳遞運動的準(zhǔn)確性(運動精度）作為傳動零件的齒輪，要求它能準(zhǔn)確地傳遞運動，即保證主動輪轉(zhuǎn)過一定角度，從動輪按傳動比關(guān)系準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過一個相應(yīng)的角度。這就要求齒輪在每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)的過程中，轉(zhuǎn)角誤差的最大值不能超過一定的限度。

2.傳動的平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性精度）在傳動運動過程中，特別是高速轉(zhuǎn)動的齒輪，不希望出現(xiàn)沖擊、振動和噪聲，這就要求齒輪工作平穩(wěn)。因此，必須限制齒輪轉(zhuǎn)動瞬時傳動比的變化，也就是要限制較小范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差。

3.載荷分布的均勻性（接觸精度）齒輪在傳遞動力時，為了不致因接觸不均勻使接觸應(yīng)力過大，引起齒面過早磨損，就要求齒輪工作時齒面接觸均勻，并保證有一定的接觸面積和要求的接觸位置。

4.傳動側(cè)隙在齒輪傳動中，互相嚙合的一對輪齒的非工作面之間應(yīng)留有一定的間隙，以便貯存潤滑油并使工作齒面形成油膜，減少磨損；同時齒側(cè)間隙還可以補償由于溫度、彈性變形以及齒輪制造和裝配所引起的間隙減小，防止卡死。4.6.2齒輪齒形加工方法的分析齒形加工是齒輪加工的核心和關(guān)鍵，目前制造齒輪主要是用切削加工，也可以用鑄造或輾壓（熱軋、冷軋）等方法。鑄造齒輪的精度低、表面粗糙；輾壓齒輪生產(chǎn)率高、機械性能好，但精度較低，仍未被廣泛采用。用切削加工的方法加工齒輪齒形，若按加工原理的不同，可以分為如下兩大類：（1）成形法（也稱仿形法）

是指用與被切齒輪齒間形狀相符的成形刀具，直接切出齒形的加工方法，如銑齒、成形法磨齒等。（2）展成法（也稱范成法）

是指利用齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運動（或稱展成運動），切出齒形的加工方法，如滾齒、插齒、剃齒、展成法磨齒、珩齒和研齒。1.銑齒

就是利用成形齒輪銑刀，在萬能銑床上加工齒輪齒形的方法（圖4-10）。加工時，工件安裝在分度頭上，用盤形齒輪銑刀（m<10~16時）或指形齒輪銑刀（一般m>10），對齒輪的齒間進行銑削。當(dāng)加工完一個齒間后，進行分度，再銑下一個齒間。圖4-10銑齒

銑齒具有如下特點：（1）成本較低

銑齒可以在一般的銑床上進行，刀具也比其他齒輪刀具簡單，因而加工成本較低。（2）生產(chǎn)率較低

由于銑刀每切一個齒間，都要重復(fù)消耗切入、切出、退刀以及分度等輔助時間,所以生產(chǎn)率較低.（3）精度較低這是由于為降低加工成本，實際生產(chǎn)中，銑削同一模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪，一般只有8把刀號，每把刀有它規(guī)定的銑齒范圍，表4-5為齒輪銑刀分號。加工齒輪的精度較低,一般為IT10～IT9,齒面粗糙度值Ra:6.3～3.2μm.2.插齒插齒屬于展成法加工，用插齒刀在插齒機上加工齒輪的齒形，它是按一對圓柱齒輪相嚙合的原理進行加工的。如圖4-11所示，相嚙合的一對圓柱齒輪，若其中一個是工件，另一個用高速鋼制成，并于淬火后輪齒上磨出前角和后角，形成切削刃，再具有必要的切削運動，即可在工件上切出齒形來，后者就是加工齒輪用的插齒刀。圖4-11插齒的加工原理

插齒時的運動有：（1）主運動

主運動即插齒刀的上下往復(fù)直線運動，以每分鐘往復(fù)行程次數(shù)來表示（str/min）。（2）分齒運動（展成運動）

分齒運動即插齒刀和工件之間強制地按速比保持一對齒輪嚙合關(guān)系的運動，即（3）圓周進給運動

圓周進給運動即分齒運動過程中插齒刀每往復(fù)一次其分度圓周所轉(zhuǎn)過的弧長（mm/str）。（4）徑向進給運動

開始插齒時，插齒刀要逐漸切至全齒深，插齒刀每往復(fù)一次徑向移動的距離，稱為徑向進給量。（5）讓刀運動

為了避免插齒刀在返回行程中，刀齒和后刀面與工件的齒面發(fā)生摩擦，在插齒刀返回時，工件必須讓開一段距離；當(dāng)切削行程開始前，工件又恢復(fù)原位，這種運動稱為讓刀運動。

插齒主要用于加工直齒圓柱齒輪、內(nèi)齒輪。由于插齒退刀槽的尺寸小，還可用于加工雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪。式中n工、n刀——工件和插齒刀的轉(zhuǎn)速，r/min；

Z工、Z刀——工件和插齒刀的齒數(shù)。插齒機圖4-12插齒加工

3.滾齒

滾齒也屬于展成法加工，用齒輪滾刀在滾齒機上加工齒輪的輪齒，它是按一對螺旋齒輪相嚙合的原理進行加工的，如圖4-13所示。相嚙合的一對螺旋齒輪，當(dāng)其中一個螺旋角很大、齒數(shù)很少（一個或幾個）時，其輪齒變得很長，形成了蝸桿形。若這個蝸桿用高速鋼等刀具材料制成，并在其螺紋的垂直方向開出若干個容屑槽，形成刀齒及切削刃，它就變成了齒輪滾刀。圖4-13滾齒的加工原理

滾齒時的運動有：（1）主運動

主運動是指滾刀的高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速以n刀（r/min）表示。（2）分齒運動（展成運動）

分齒運動指滾刀與被切齒輪之間強制地按速比保持一對螺旋齒輪嚙合關(guān)系的運動，即

（3）垂直進給運動

為了在齒輪的全齒寬上切出齒形，齒輪滾刀需要沿工件的軸向作進給運動。工件每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)齒輪滾刀移動的距離，稱為垂直進給量。當(dāng)全部輪齒沿齒寬方向都滾切完畢后，垂直進給停止，加工完成。

式中n工、n刀——工件和齒輪滾刀的轉(zhuǎn)速，r/min；

k——齒輪滾刀的頭數(shù)；

Z工——工件的齒數(shù)。滾齒加工滾齒機4.插齒、滾齒和銑齒的比較（1）插齒和滾齒的精度基本相同，且都比銑齒高。

?

插齒刀的制造、刃磨及檢驗均比滾刀方便，容易制造得較精確，但插齒機的分齒傳動鏈比滾齒機復(fù)雜，增加了傳動誤差。綜合兩方面，插齒和滾齒的精度基本相同。

?由于插齒機和滾齒機的結(jié)構(gòu)與傳動機構(gòu)都是按加工齒輪的要求而專門設(shè)計和制造的，分齒運動的精度高于萬能分度頭的分齒精度。插齒刀和齒輪滾刀的精度也比齒輪銑刀的精度高，不存在像齒輪銑刀那樣因分組而帶來的齒形誤差。因此，插齒和滾齒的精度都比銑齒高。

?一般情況下，插齒和滾齒可獲得8~7級精度的齒輪，若采用精密插齒或滾齒，可以得到6級精度的齒輪，而銑齒僅能達到9級精度。（2）插齒齒面的表面粗糙度Ra值較小。插齒時，插齒刀沿齒寬連續(xù)地切下切屑，而在滾齒和銑齒時，輪齒齒寬是由刀具多次斷續(xù)切削而成，并且在插齒過程中，包絡(luò)齒形的切線數(shù)量比較多，所以插齒的齒面表面粗糙度Ra值較小。（3）插齒的生產(chǎn)率低于滾齒而高于銑齒。

插齒的主運動為往復(fù)直線運動，插齒刀有空行程，所以插齒的生產(chǎn)率低于滾齒。此外，插齒和滾齒的分齒運動是在切削過程中連續(xù)進行的，省去了銑齒時的單獨分度時間，所以插齒和滾齒的生產(chǎn)率都比銑齒高。（4）插齒刀和齒輪滾刀加工齒輪齒數(shù)范圍較大。

插齒和滾齒都是按展成原理進行加工的，同一模數(shù)的插齒刀或齒輪滾刀，可以加工模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪，不像銑齒那樣，每個刀號的銑刀，適于加工的齒輪齒數(shù)范圍較小。在齒輪齒形的加工中，滾齒應(yīng)用最為廣泛，它不但能加工直齒圓柱齒輪，還可以加工螺旋齒輪、蝸輪等，但一般不能加工內(nèi)齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪。插齒的應(yīng)用也比較廣，它可以加工直齒和螺旋齒圓柱齒輪，但生產(chǎn)率沒有滾齒高，多用于加工用滾刀難以加工的內(nèi)齒輪、相距較近的多聯(lián)齒輪或帶有臺肩的齒輪等。

4.6.3圓柱齒輪齒形的精加工

?對于精度高于7級、表面粗糙度Ra值小于0.8μm或齒面需要淬火的齒輪，在銑齒、插齒、滾齒后，還需進行齒形的精加工。常用的精加工方法有剃齒、珩齒和磨齒。

1.剃齒（1）剃齒原理及運動

剃齒是利用一對交錯軸斜齒輪嚙合原理，在剃齒機上“自由嚙合”的展成加工方法。

?剃齒刀如圖4-15a所示，其外形很象斜齒圓柱齒輪，齒形精度很高，在輪齒兩側(cè)漸開線方向開有很多小槽，以形成切削刃，材料一般為高速鋼，經(jīng)淬火后成為剃齒刀。

?圖4-15b為加工直齒圓柱齒輪的示意圖。

?為剃出齒寬，工作臺帶動工件做往復(fù)直線進給。在工作臺每一往復(fù)行程終了時，剃齒刀對工件還要做徑向進給（0.02mm/往復(fù)行程~0.04mm/往復(fù)行程），以達到所需的齒厚。

?剃齒過程中，剃齒刀還要時而正轉(zhuǎn)，時而反轉(zhuǎn)，以剃削輪齒的兩個側(cè)面。圖4-15剃齒刀與剃齒運動（2）剃齒工藝特點及應(yīng)用

1）剃齒質(zhì)量高

剃齒主要是提高齒形精度和齒向精度，降低齒面粗糙度值。剃齒后的齒輪精度可達7級~6級，齒面粗糙度Ra值可達0.8μm~0.2μm。由于剃齒刀與工件為“自由嚙合”，故剃齒不能修正分齒誤差，而滾齒分齒精度比插齒高，所以剃齒前的齒輪多用滾齒加工。

2）生產(chǎn)率高

剃齒是多刃連續(xù)切削，剃齒余量小，一般僅為0.08mm~0.2mm，且剃齒刀與被切齒輪間無復(fù)雜的傳動鏈聯(lián)系，故剃齒機結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，輔助時間少。

3）刀具費用高

剃齒刀形狀復(fù)雜，要求精度高，所以剃齒刀的制造成本及刃磨費用較高。

4）只能剃削硬度低的齒輪

因剃齒刀用高速鋼制造，雖經(jīng)淬火，也不能加工淬硬的齒輪，只能加工35HRC以下的直齒和斜齒圓柱齒輪。

?剃齒通常用于大批大量生產(chǎn)中的齒輪齒形精加工，在汽車、拖拉機及機床制造等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛。2.珩齒

珩齒是在珩齒機上用珩磨輪對淬火后齒輪進行光整加工的方法。珩齒的主要作用是去除淬火后輪齒上的氧化皮、及少量的熱變形，以降低齒面粗糙度Ra值。珩齒原理和運動與剃齒相同，只是用珩磨輪代替了剃齒刀。如圖4-16所示的珩磨輪是由磨料和環(huán)氧樹脂等材料澆鑄或熱壓在鋼制輪芯上、具有較高精度的斜齒輪。磨料一般為白色氧化鋁，有時也用黑色碳化硅。粒度在80#~120#之間。珩齒時，珩磨輪高速旋轉(zhuǎn)（1000r/min～2000r/min），同時沿齒向和漸開線方向產(chǎn)生滑動進行切削。珩齒過程具有磨、剃、拋光等綜合作用，刀痕復(fù)雜、細密，所以齒面粗糙度Ra值可達0.8μm～0.2μm。但珩齒對齒形和齒向精度改善不大，也不能提高分齒精度。因珩齒余量小，約為0.01mm～0.02mm，且多為一次切除，生產(chǎn)率很高，一般珩磨一個齒輪只需1min左右。圖4-16珩磨輪3.磨齒

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磨齒在磨齒機上用砂輪對淬火或未淬火的輪齒進行精加工的一種常用方法。按其原理磨齒可分為成形法磨齒和展成法磨齒兩種。（1）成形法磨齒

?如圖4-17所示，成形法磨齒和成形法銑齒原理相同，其砂輪應(yīng)修整成與被磨削齒輪的齒槽相吻合的漸開線齒形。用此砂輪對已經(jīng)滾齒或插齒的齒輪齒槽逐個進行磨削。

?由于成形砂輪修整不僅復(fù)雜，且經(jīng)漸開線砂輪修整器修整的砂輪廓形具有一定誤差，所以成形法磨齒精度較低，精度可達6