齒形加工課件

齒形加工§8-1齒形加工方法一、齒形加工方法的概述齒輪的加工方法分無(wú)切削加工和切削加工兩類1、無(wú)切削加工 齒輪的無(wú)切削加工方法有鑄造、熱軋、冷擠、注塑等方法。無(wú)切削加工具有生產(chǎn)率高、材料消耗小和成本低等優(yōu)點(diǎn)。2、切削加工 對(duì)于有較高傳動(dòng)精度要求的齒輪來(lái)說(shuō)，切削加工仍是目前主要的加工方法。通常要經(jīng)過(guò)切削和磨削加工來(lái)獲得所需的齒輪精度。根據(jù)所用的加工裝備不同，齒輪的切削加工有銑齒、滾齒、插齒、刨齒、磨齒、剃齒、珩齒等多種方法二、齒形加工原理 按齒輪輪廓的成形原理不同，齒輪的切削加工又可分為成形法和展成法兩種 1、成形法:是用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具切削輪齒. ①盤狀齒輪銑刀:為鏟齒成形銑刀,其加工精度,生產(chǎn)率都較低, 但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低.刀具是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);銑刀眼齒輪坯的軸向移動(dòng)。②指狀齒輪銑刀:加工模數(shù)較大齒輪.(m=10-100mm),如:直齒,斜圓柱齒,人字齒。2、范成法(包絡(luò)法或展成法):是利用齒輪的嚙合原理進(jìn)行切削的,只需一把刀具就能加工出模數(shù)相同而齒數(shù)不同的齒輪,其加工精度和生產(chǎn)率比成形法高,因而應(yīng)用也最廣泛.采用范成法的加工齒輪的機(jī)床有滾齒機(jī),插齒機(jī),磨齒機(jī),剃齒機(jī)和珩齒機(jī)等.3、齒輪精加工方法:剃齒,珩齒,磨齒,研齒。4、齒輪粗加工方法:銑齒,滾齒,插齒。5、齒輪刀具齒輪刀具是用于切削齒輪齒形的刀具。齒輪刀具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，種類繁多。按其工作原理，可分為兩大類。（1）成形法齒輪刀具這類刀具切削刃的廓形與被切齒輪齒槽的廓形相同或相似。常用的成形法齒輪刀具有：盤形齒輪銑刀

，指狀齒輪銑刀等。（2）展成法齒輪刀具

這類刀具是利用齒輪的嚙合原理來(lái)加工齒輪的。加工時(shí)，刀具本身就相當(dāng)于—個(gè)齒輪，它與被切齒輪作無(wú)側(cè)隙嚙合，工件齒形由刀具切削刃在展成過(guò)程中逐漸切削包絡(luò)而成。常用的展成法齒輪刀具有：齒輪滾輪刀、插齒刀、剃齒刀等。三、齒輪加工機(jī)床在金屬切削機(jī)床中,用來(lái)加工齒輪輪齒的機(jī)床稱為齒輪加工機(jī)床。 齒輪加工機(jī)床分為:⑴圓柱齒輪加工機(jī)床主要由滾齒機(jī)、插齒機(jī)等。⑵圓錐齒輪加工機(jī)床有加工直齒錐齒齒輪的刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)和加工弧齒錐齒齒輪的銑齒機(jī)。⑶用來(lái)精加工齒輪齒面的機(jī)床有珩齒機(jī)、剃齒機(jī)和磨齒機(jī)等?！?-2滾齒加工一、滾齒加工原理 滾齒加工過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一對(duì)交錯(cuò)軸螺旋齒輪的嚙合傳動(dòng)過(guò)程。在加工過(guò)程中，滾刀相當(dāng)于一個(gè)螺旋角很大的斜齒圓柱齒輪，與被加工齒輪作空間嚙合，滾刀的刀齒就將齒輪齒形逐漸包絡(luò)出來(lái)。滾齒時(shí)，滾刀軸線與工件端面傾斜一定角度。滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)。加工直齒輪時(shí)，滾刀每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒(當(dāng)滾刀為單頭時(shí))或數(shù)個(gè)齒(當(dāng)滾刀為多頭時(shí))，以形成展成運(yùn)動(dòng)，即圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；為了在齒輪的全齒寬上切出牙齒，滾刀還需沿齒輪軸線方向進(jìn)給。加工斜齒輪時(shí)，除上述運(yùn)動(dòng)外，還需給工件一個(gè)附加的轉(zhuǎn)動(dòng)，以形成斜齒輪的螺旋齒槽。二、齒輪滾刀1、滾刀基本蝸桿 齒輪滾刀相當(dāng)于一個(gè)齒數(shù)很少、螺旋角很大，而且輪齒很長(zhǎng)的斜齒圓柱齒輪。為了使這個(gè)蝸桿能起到切削作用，需在其上開出幾個(gè)容屑槽(直槽或螺旋槽)，形成很多較短的刀齒，因此而產(chǎn)生前刀面和切削刃。每個(gè)刀齒有兩個(gè)側(cè)刃和一個(gè)頂刃。滾刀的切削刃必須保持在蝸桿的螺旋面上，這個(gè)蝸桿就是滾刀的產(chǎn)形蝸桿，也稱為滾刀的基本蝸桿。 基本蝸桿有漸開線蝸桿和阿基米德蝸桿兩種。在理論上，加工漸開線齒輪的齒輪滾刀基本蝸桿應(yīng)該是漸開線蝸桿。漸開線蝸桿在其端剖面內(nèi)的截形是漸開線，在其基圓柱的切平面內(nèi)的截形是直線，但在軸剖面和法剖面內(nèi)的截形都是曲線，這就使?jié)L刀的制造和檢驗(yàn)較為困難，因此，生產(chǎn)中一般采用阿基米德蝸桿或法向直廓蝸桿，作為齒輪滾刀的基本蝸桿。阿基米德蝸桿在軸剖面內(nèi)的齒形為直線，而法向直廓蝸桿則是在法則面內(nèi)的齒形為直線三、滾刀的選用用于加工基準(zhǔn)壓力角為20°的漸開線齒輪的齒輪滾刀已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，均為阿基米德整體式滾刀，模數(shù)m＝1—10mm，單頭，右旋，0°前角和直槽。 選用齒輪滾刀時(shí)、應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1)齒輪滾刀的基本參數(shù)(如模數(shù)、壓力角、齒頂高系數(shù)等)應(yīng)按被切齒輪的相同參數(shù)選取。齒輪滾刀的參數(shù)標(biāo)注在其端面上。

(2)齒輪滾刀的精度等級(jí)，應(yīng)按被切齒輪的精度要求或工藝文件的規(guī)定選取。

(3)齒輪換刀的旋向，應(yīng)盡可能與被切齒輪的旋向相同，以減小滾刀的安裝角度，避免產(chǎn)生切削振動(dòng)，以提高加工精度和表面質(zhì)量。滾切直齒輪，一般用右旋滾刀；滾切左旋齒輪，最好選用左旋滾刀?！?-3插齒加工

插齒——相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪相嚙合。插齒的原理相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪相嚙合，其中一個(gè)假想的齒輪是工件，另一個(gè)齒輪轉(zhuǎn)化為磨有前角、后角而形成切削刃的刀具-----插齒刀。插齒刀——齒輪磨出前后角以形成切削刃，嚙合運(yùn)動(dòng)包絡(luò)線形成齒形

插齒刀的形狀如同圓柱齒輪，但其具有前角、后角和切削刃。插齒時(shí)，它的切削刃隨插齒機(jī)床的住復(fù)運(yùn)動(dòng)在空間形成一個(gè)漸開線齒輪，稱為產(chǎn)形齒輪。展成運(yùn)動(dòng)一方面包絡(luò)形成齒輪漸開線齒廓，另一方面又是切削時(shí)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和連續(xù)的分齒運(yùn)動(dòng)。在開始切削時(shí)，還有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，切到全齒深時(shí)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)自動(dòng)停止。為了避免后刀面與工件的摩擦，插齒刀每次空行程退刀時(shí)，應(yīng)有讓刀運(yùn)動(dòng)。插齒刀是—種展成法齒輪刀具，它可以用來(lái)加工同模數(shù)、同壓力角的任意齒數(shù)的齒輪；既可以加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪，也可以加工變位齒輪。工藝特點(diǎn)：應(yīng)用廣——加工直齒輪、多聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪，扇形齒輪、齒條精度7～8級(jí)，Ra1.6往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有空行程，剛度差，生產(chǎn)率較低多用于中小模數(shù)齒輪的加工質(zhì)量：運(yùn)動(dòng)多，傳動(dòng)鏈復(fù)雜，切向誤差大——傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性比滾齒低 插齒刀制造刃磨方便，精確，齒形誤差小——傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性比滾齒高往復(fù)頻繁，導(dǎo)軌磨損，刀具剛性差，齒向誤差大——承受載荷均勻性比滾齒差

輪齒被切削的次數(shù)多，即包絡(luò)線多——插齒齒面粗糙度Ra值較小 硬質(zhì)合金插齒刀——加工淬硬齒輪，精度6～7級(jí)，Ra0.4～0.8，工藝簡(jiǎn)單，成本低§8-4其他齒輪加工方法

一、剃齒

1、剃齒原理 剃齒加工原理相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪作雙面無(wú)側(cè)隙嚙合的過(guò)程。剃齒刀是一個(gè)沿齒面齒高方向上開有很多容屑槽形成切削刃的斜齒圓柱齒輪，另一個(gè)是被加工齒輪。

2、剃齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用

1）剃齒加工效率高，一般只要求2-4min便可完成一個(gè)齒輪的加工。

2）剃齒加工對(duì)齒輪的切向誤差的修正能力差。

3）剃齒加工對(duì)齒輪的齒形誤差和基節(jié)誤差有較強(qiáng)的修正能力，因而有利于提高齒輪的齒形精度。 剃齒刀——高精度斜齒輪，開槽形成切削刃 剃齒刀高速正反轉(zhuǎn)，帶工件自由對(duì)滾—相對(duì)滑移，剃下切屑工藝特點(diǎn)：精度6～7級(jí)，Ra0.8～0.2，生產(chǎn)率高，機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，刀具耐用度高，刀具昂貴，修磨難——成批大量生產(chǎn)未淬硬齒輪精加工質(zhì)量：無(wú)強(qiáng)制展成運(yùn)動(dòng)，——對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性提高不多或無(wú)法提高，對(duì)傳動(dòng)平穩(wěn)性和承載均勻性都有較大提高，齒面粗糙度值較小 剃前齒形加工——以滾齒為好

二、磨齒 磨齒是齒輪的精加工方法。磨齒機(jī)加工齒輪齒面的方式是用砂輪磨削，主要用于加工已淬硬的齒輪，但對(duì)模數(shù)較小的某些齒輪，可以直接在齒坯上磨出輪齒。

1、成形法 成形法磨齒用的砂輪，需用專門的機(jī)構(gòu)以金剛石進(jìn)行修整，使其截面與被磨削齒輪的齒廓形狀相同。

2、展成法

(1)

蝸桿形砂輪磨齒機(jī)

這是一種連續(xù)磨削的高效率的磨齒機(jī)，其工作原理與滾齒機(jī)相同。

(2)錐形砂輪磨齒機(jī)

這種機(jī)床屬于單齒分度型，每次磨削一個(gè)齒，其磨齒原理相當(dāng)于齒輪和齒條相嚙合

工藝特點(diǎn)：高精度齒面加工，精度4～6級(jí)，最高3級(jí)，Ra0.8～0.2，可磨淬硬齒面，成本高，生產(chǎn)率低——硬齒面光整加工展成法——常用。按砂輪形狀，分為：

1）碟形砂輪磨齒——兩片砂輪傾斜安裝，構(gòu)成齒條的齒面，精度3～5級(jí)，生產(chǎn)率低

2)錐形砂輪磨齒——砂輪修整成假想齒條的齒廓，精度5～6級(jí)，生產(chǎn)率較高

3)蝸桿砂輪磨齒——砂輪蝸桿狀，運(yùn)動(dòng)與滾齒相同，精度4～5級(jí)，生產(chǎn)率高——大批量生產(chǎn)齒輪精加工 三、珩齒——與剃齒相似 珩磨輪——磨料與環(huán)氧樹脂等材料混合——