齿轮加工机床及其刀具
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齿轮的加工方法及刀具
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.65 涡轮的滚切
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
2)涡轮滚刀
• 用滚刀加工蜗轮可采用径向进给或切向进给,如图8.66所
示
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.62 齿轮滚刀
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
1)齿轮滚刀
• 根据形成原理,渐开线螺旋面的发生母线是在与基圆柱相 切的平面中的一条斜线,这条斜线与端面的夹角就是螺旋面 的基圆螺旋升角λb,用此原理可车削渐开线蜗杆,如图8.63所 示
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
2)指形齿轮铣刀的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
1)齿轮滚刀
• 齿轮滚刀相当于一个螺旋齿轮,其齿数很少(或称头数,通
常是一头或二头),螺旋角很大,实际上就是一个蜗杆,如图 8.62所示
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
1. 齿轮的加工方法
根据齿轮齿廓以及加工精度的不同,齿轮加工的方法有：
滚齿 插齿 铣齿 刨齿
拉齿 剃齿 磨齿 研齿
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
1)盘形齿轮铣刀
图8.59 盘形齿轮铣刀
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.65 涡轮的滚切
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
2)涡轮滚刀
• 用滚刀加工蜗轮可采用径向进给或切向进给,如图8.66所
示
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
图8.62 齿轮滚刀
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
1)齿轮滚刀
• 根据形成原理,渐开线螺旋面的发生母线是在与基圆柱相 切的平面中的一条斜线,这条斜线与端面的夹角就是螺旋面 的基圆螺旋升角λb,用此原理可车削渐开线蜗杆,如图8.63所 示
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
2)指形齿轮铣刀的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(2)范成法加工齿轮刀具
1)齿轮滚刀
• 齿轮滚刀相当于一个螺旋齿轮,其齿数很少(或称头数,通
常是一头或二头),螺旋角很大,实际上就是一个蜗杆,如图 8.62所示
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
1. 齿轮的加工方法
根据齿轮齿廓以及加工精度的不同,齿轮加工的方法有：
滚齿 插齿 铣齿 刨齿
拉齿 剃齿 磨齿 研齿
金属切削方法
❖ 齿轮的加工方法及刀具
2. 齿轮的加工工具
(1)成形法加工齿轮刀具
1)盘形齿轮铣刀
图8.59 盘形齿轮铣刀
阐述齿轮加工所采用的刀具。
阐述齿轮加工所采用的刀具。
在齿轮加工过程中，常用的刀具包括：
1. 齿轮刀盘：齿轮刀盘是一种切削刀具，通常由高速钢或硬质合金制成。
它的刀片上有一定数量和形状的刀齿，可以切削出齿轮的齿形。
2. 锥齿轮刀盘：锥齿轮刀盘适用于加工锥齿轮，它的刀片和齿轮刀盘类似，但其切削角度可根据锥齿轮的要求进行调整。
3. 修齐刀：修齐刀用于修整齿轮的齿面或侧面，以提高齿轮的精度。
它常由高速钢制成，刀片上有凹槽或锯齿，可以去除齿轮上的毛刺、毛刮痕迹等。
4. 钻床和铰床：钻床和铰床是用来加工齿轮孔或齿轮轴孔的刀具。
钻床用来钻孔，铰床用来加工内螺纹孔。
5. 冲压模具：冲压模具适用于批量生产大批量齿轮或形状复杂的齿轮。
它通常由多个部位组成，包括上下模、导向件和铣削刀等，可以在一次冲压中完成多个齿轮的加工。
这些刀具在齿轮加工过程中按照不同需求和工序进行选择和使用，以获得精准、高效的加工效果。
11 第十一章 齿轮加工
主要用于单件小批和加工精度要求不高的修配行业
2. 展成法（范成法）
【原理】 利用齿轮的啮合原理加工齿轮：把齿轮副中的一个 转化为刀具；另一个转化为工件，并强制刀具和工 件作严格的啮合运动而切出齿廓。
【展成法加工的特点】 • 展成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或 齿轮的齿廓，它与被切齿轮的齿数无关
第十一章 齿轮加工
11-1 齿轮加工原理及机床
一、齿轮加工的方法
• 齿轮加工的关键是齿面加工。 • 齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削 加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因 而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用 于齿面的精加工，效率较低。 • 按照形成齿形的原理，可分为成形法和展成法两 大类。
1．主运动 • 插齿刀沿其轴线（工件的轴线）所作的直线往复 运动。 • 立式插齿机上，刀具垂直向下时为工作行程，向 上为空行程。
2．范成运动 • 加工过程中，插齿刀和工件轮坯应保持一对圆柱 齿轮的啮合运动关系 • 插齿刀——工件 转1个齿——转1个齿 1／Z刀转——1／Z工转 这两个运动组成一个复合运动——范成运动
• 主运动：就是滚刀的旋转运动（r/min）。 • 展成运动：就是滚刀的旋转运动和工件的旋转运 动的复合运动，即滚刀与工件间的啮合运动。 • 轴向进给运动：就是滚刀沿工件轴线方向作连续 进给运动，在工件的整个齿宽上切出齿形。
2.滚齿运动传动原理图
（1）主运动传动链 电动机－1－2－uv－3－4－滚刀 外联系传动链
（3）铣齿加工特点 • 成本低：用通用的铣床设备加工，且刀具成本低。 • 生产效率低：每切完一齿要进行分度，占用较多 的辅助时间。 • 齿轮精度低：加工出的齿形是近似的。渐开线形 状取决于基圆大小，基圆与齿数成正比，所以对 于同一模数齿轮，齿数不同，齿廓形状也不同。 每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围最少齿槽相吻合， 而此号齿轮铣刀加工同组的其它齿数的齿轮齿形 都有一定的误差。
2. 展成法（范成法）
【原理】 利用齿轮的啮合原理加工齿轮：把齿轮副中的一个 转化为刀具；另一个转化为工件，并强制刀具和工 件作严格的啮合运动而切出齿廓。
【展成法加工的特点】 • 展成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或 齿轮的齿廓，它与被切齿轮的齿数无关
第十一章 齿轮加工
11-1 齿轮加工原理及机床
一、齿轮加工的方法
• 齿轮加工的关键是齿面加工。 • 齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削 加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因 而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用 于齿面的精加工，效率较低。 • 按照形成齿形的原理，可分为成形法和展成法两 大类。
1．主运动 • 插齿刀沿其轴线（工件的轴线）所作的直线往复 运动。 • 立式插齿机上，刀具垂直向下时为工作行程，向 上为空行程。
2．范成运动 • 加工过程中，插齿刀和工件轮坯应保持一对圆柱 齿轮的啮合运动关系 • 插齿刀——工件 转1个齿——转1个齿 1／Z刀转——1／Z工转 这两个运动组成一个复合运动——范成运动
• 主运动：就是滚刀的旋转运动（r/min）。 • 展成运动：就是滚刀的旋转运动和工件的旋转运 动的复合运动，即滚刀与工件间的啮合运动。 • 轴向进给运动：就是滚刀沿工件轴线方向作连续 进给运动，在工件的整个齿宽上切出齿形。
2.滚齿运动传动原理图
（1）主运动传动链 电动机－1－2－uv－3－4－滚刀 外联系传动链
（3）铣齿加工特点 • 成本低：用通用的铣床设备加工，且刀具成本低。 • 生产效率低：每切完一齿要进行分度，占用较多 的辅助时间。 • 齿轮精度低：加工出的齿形是近似的。渐开线形 状取决于基圆大小，基圆与齿数成正比，所以对 于同一模数齿轮，齿数不同，齿廓形状也不同。 每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围最少齿槽相吻合， 而此号齿轮铣刀加工同组的其它齿数的齿轮齿形 都有一定的误差。
刀具的种类,简介和应用
铰刀用于铰削工件上已钻削（或扩孔）加工后的孔，主要是为了提高孔的加工精度，降低其表面的粗糙度，是用于孔的精加工和半精加工的刀具，加工余量一般很小,经过绞刀加工后的
3.铣刀
铣刀种类及其用途：
大体上分为：
1.平头铣刀，进行粗铣，去除大量毛坯，小面积水平平面或者轮廓精铣；
2.球头铣刀，进行曲面半精铣和精铣；小刀可以精铣陡峭面/直壁的小倒角
1).一般使用之车刀尖型式有下列几种：
(1)粗车刀：主要是用来切削大量且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。
(2)精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。
(3)圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。
3.平头铣刀带倒角，可做粗铣去除大量毛坯，还可精铣细平正面（相对于陡峭面）小倒角。
4.成型铣刀，包括倒角刀，T形铣刀或叫鼓型刀，齿形刀，内R刀。
5.倒角刀，倒角刀外形与倒角形状相同，分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀。
6.T型刀，可铣T型槽；
7.齿形刀，铣出各种齿形，比如齿轮。
8.粗皮刀，针对铝铜合金切削设计之粗铣刀，可快速加工
刀具的种类
（一）刀具分类
刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和铰刀等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。
3.铣刀
铣刀种类及其用途：
大体上分为：
1.平头铣刀，进行粗铣，去除大量毛坯，小面积水平平面或者轮廓精铣；
2.球头铣刀，进行曲面半精铣和精铣；小刀可以精铣陡峭面/直壁的小倒角
1).一般使用之车刀尖型式有下列几种：
(1)粗车刀：主要是用来切削大量且多余部份使工作物直径接近需要的尺寸。粗车时表面光度不重要，因此车刀尖可研磨成尖锐的刀峰，但是刀峰通常要有微小的圆度以避免断裂。
(2)精车刀：此刀刃可用油石砺光，以便车出非常圆滑的表面光度，一般来说精车刀之圆鼻比粗车刀大。
(3)圆鼻车刀：可适用许多不同型式的工作是属于常用车刀，磨平顶面时可左右车削也可用来车削黄铜。此车刀也可在肩角上形成圆弧面，也可当精车刀来使用。
3.平头铣刀带倒角，可做粗铣去除大量毛坯，还可精铣细平正面（相对于陡峭面）小倒角。
4.成型铣刀，包括倒角刀，T形铣刀或叫鼓型刀，齿形刀，内R刀。
5.倒角刀，倒角刀外形与倒角形状相同，分为铣圆倒角和斜倒角的铣刀。
6.T型刀，可铣T型槽；
7.齿形刀，铣出各种齿形，比如齿轮。
8.粗皮刀，针对铝铜合金切削设计之粗铣刀，可快速加工
刀具的种类
（一）刀具分类
刀具常按加工方式和具体用途，分为车刀、孔加工刀具、铣刀、拉刀、螺纹刀具、齿轮刀具、自动线及数控机床刀具和铰刀等几大类型。刀具还可以按其它方式进行分类，如按所用材料分为高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、立方氮化硼（CBN）刀具和金刚石刀具等；按结构分为整体刀具、镶片刀具、机夹刀具和复合刀具等；按是否标准化分为标准刀具和非标准刀具等。
蓝帜刀具在大型齿轮加工中的应用
外 先进 产 品相 比 已没 有很 明显 的 差 距 。而 当前 整
８５ ．
１ ３ ８ ０．１ ０
坯
模数
齿 数
１ ２
８ ２
齿宽／ ｍｍ
压力角 （ ） 。
３６ ０
２ ０
材料
刀
且
， 、
普通高速钢
汉 江 工具
粉末冶金高速钢
汉 江 工 具
厂 家
或 重 庆 工具 或 哈 工
切削速 度 ／ ｍｉ ｍ・ ｎ 切
削 规
２ ４ ４ ５
１ ． ２ ２ ６
３ ２ ６ ０
１６ ． １
３ ８ ６ ５
３５ ． ２ ５ １０ ４
４ ７ ８ ０
６ ２ ６ ２
滚刀转 速 ／ｒｉ ｒ ｎ。 ・ ａ
轴 向 进给 量 ／ ｍｍ・ ｒ 。 吃 刀深 度／ ｍｍ 切 削 时 间／ ｎ ｍｉ 总 切 削 时 间／ ｎ ｍｉ
（ 见图２ 采用在标准滚刀形 ）
式下 附 加 一组 负 刃 ，用 于 大 量切 削金 属 ，适 用 于大 模数 、多 齿数 、大 齿宽 的齿轮 粗 加 工 。其 优 势 为高 进给 、高 效率 、长 寿 命 ，是 现 有大 型 齿轮 常用 的 刀
具。
高 。国内各大滚齿机和刀具厂家积极参与研发新型
高 效滚 齿 机 、铣 齿 机和 刀具 。
（ ）可转位硬 质合金 ３
滚 刀 （ 图３ 以 普 通 合 见 ） 金 钢 为 机 体 再 镶 入 可 转 位 图２ 重载双切精切滚刀 硬 质 合金 刀 片 。可 分 为单 头 滚 刀和 双 头 滚 刀 。此 刀
蓝 帜针对大型齿轮加工推 出系列产 品
齿轮加工中刀具的选择与使用
齿轮加工中刀具的选择与使用加工中心所用的刀具是由通用刀具（又称工作头或刀头）和与加工中心主轴前端锥孔配套的刀柄等组成。
在应用中，要根据加工中心机床的要求、夹具的要求、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具。
刀具选择总的原则是：刀具的安装和调整方便，刚性好，耐用度和精度高。
在保证安全和满足加工要求的前提下，刀具长度应尽可能短，以提高刀具的刚性。
加工中心机床上，各种刀具分别装在刀库中，按程序的规定进行自动换刀。
因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的刀具能迅速、准确地装到机床主轴上。
编程人员应充分了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。
加工中心机床所用的刀具必须适应加工中心高速、高效和自动化程度高的特点，其刀柄部分要联接通用刀具并装在机床主轴上，由于加工中心类型不同，其刀柄柄部的型式及尺寸不尽相同。
JT（ISO7388）表示加工中心机床用的锥柄柄部（带有机械手夹持槽），其后面的数字为相应的ISO锥度号，如50、45、和40分别代表大端直径为69.85、57.15和44.45毫米的7：24锥度。
ST（ISO297）表示一般数控机床用的锥柄柄部（没有机械手夹持槽），数字意义与JT类相同。
BT（MAS403）表示用于日本标准MAS403的带有机械手夹持槽联接。
加工中心刀具的刀柄分为整体式工具系统和模块式工具系统两大类。
模块式工具系统由于其定位精度高，装卸方便，连接刚性好，具有良好的抗振性，是目前用得较多的一种型式，它由刀柄、中间接杆以及工作头组成。
它具有单圆柱定心，径向销钉锁紧的联接特点，它的一部分为孔，而另一部分为轴，两者之间进行插入连接，构成一个刚性刀柄，一端和机床主轴连接，另一端安装上各种可转位刀具便构成一个工具系统。
根据加工中心类型，可以选择莫氏及公制锥柄。
中间接杆有等径和变径两类，根据不同的内外径及长度将刀柄和工作头模块相联接。
机床的分类简介
一、金属切削机床的分类、型号与主要技术参数机床主要是按加工方法和所用刀具进行分类，根据国家制定的机床型号编制方法，机床分为11大类：车床，钻床，镗床，磨床，齿轮加工机床，螺纹加工机床，铣床，刨插床，拉床，锯床和其他机床。
在每一类机床中，又按工艺范围，布局型式和结构性能分为若干组，每一组又分为若干个系（系列）。
除了上述基本分类方法外，还有其它分类方法：按照万能性程度，机床可分为：①通用机床：这类机床的工艺范围很宽，可以加工一定尺寸范围内的多种类型零件，完成多种多样的工序。
如，卧式车床，万能升降台铣床，万能外圆磨床等。
②专门化机床：这类机床的工艺范围较窄，只能用于加工不同尺寸的一类或几类零件的一种（或几种）特定工序。
如，丝杆车床，凸轮轴车床等。
③专用机床：这类机床的工艺范围最窄，通常只能完成某一特定零件的特定工序。
如，加工机床主轴箱体孔的专用镗床，加工机床导轨的专用导轨磨床等。
它是根据特定的工艺要求专门设计，制造的，生产率和自动化程度较高，使用于大批量生产。
组合机床也属于专用机床。
2.按照机床的工作精度，可分为普通精度机床，精密机床和高精度机床。
3.按照重量和尺寸，可分为仪表机床，中型机床（一般机床），大型机床（质量大于10t），重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。
4.按照机床主要器官的数目，可分为单轴，多轴，单刀，多刀机床等。
5.按照自动化程度不同，可分为普通，半自动和自动机床。
自动机床具有完整的自动工作循环，包括自动装卸工件，能够连续的自动加工出工件。
半自动机床也有完整的自动工作循环，但装卸工件还需人工完成，因此不能连续地加工。
机床的分类（一）按加工性质和所用刀具分为11大门类。
机床分类及代号（二）按机床工作精度分类：普通机床、精密机床、高精度机床（三）按机床加工件大小和机床自身重量分类：仪表机床、中小型机床、大型机床、重型机床、特重型机床。
（四）按机床通用性分类：通用机床、专门化机床、专用机床、组合机床。
第四章 机械加工齿轮加工专用机床
(1)确定e，f 因为z=103，选择e=36，f=36
(2)查表，选挂轮a=30， b=46， c=25，d=70
a c 30 25 24 1 b d 46 70 103 1/ 25 可知z0 103 1/ 25
(3)按轴向进给量标称值查表
uf a1 32 49 uXVII-XVIII b1 46 35
附加运动传动链的特点 （1）附加运动传动链的精度，决定着螺旋角的精度。 在配挂轮的时候，先配范成挂轮，再配附加挂轮。对于8级 精度的齿轮，精确到小数点后4位，对于7级精度的齿轮， 精确到小数点后5位。
a2 c2 sin uy 9 b2 d 2 mn k
（2）附加运动传动链中齿数被抵消掉，说明不同齿数 的齿轮可共用附加运动挂轮，这时螺旋角误差也是相同的， 可以获得良好的啮合。 同一台滚齿机生 产的齿轮螺旋角 的系统误差相同 （3）导程L含有π，与丝杆中的π 抵消，使计算简便。 （4）左旋和右旋，是靠加惰轮实现的。
(四) 滚齿机的运动合成机构
滚齿机所用的运动合成机构通常是圆柱齿轮或锥齿轮 行星机构。
行星架空套 在轴X上
行星架固定 在轴X上
行星机构计算
i
H X-IX
z1 z2 a nX nH nIX nH z2 a z3
nX nH 1 nIX nH
nX 2nH nIX
滚齿加工刀具叫做滚刀，滚刀是理论上应由螺旋角接 近90度的斜齿轮开槽得到，但这种刀具难于加工得到，一 般用阿基米得蜗杆代替。
参与啮合齿的截面
视频
滚刀的旋转在截面上相当于齿条的移动，毛坯与这个 假想的齿条啮合，将齿形切出。
螺旋角=0°
螺旋角=11.3°
螺旋角=45°
(2)查表，选挂轮a=30， b=46， c=25，d=70
a c 30 25 24 1 b d 46 70 103 1/ 25 可知z0 103 1/ 25
(3)按轴向进给量标称值查表
uf a1 32 49 uXVII-XVIII b1 46 35
附加运动传动链的特点 （1）附加运动传动链的精度，决定着螺旋角的精度。 在配挂轮的时候，先配范成挂轮，再配附加挂轮。对于8级 精度的齿轮，精确到小数点后4位，对于7级精度的齿轮， 精确到小数点后5位。
a2 c2 sin uy 9 b2 d 2 mn k
（2）附加运动传动链中齿数被抵消掉，说明不同齿数 的齿轮可共用附加运动挂轮，这时螺旋角误差也是相同的， 可以获得良好的啮合。 同一台滚齿机生 产的齿轮螺旋角 的系统误差相同 （3）导程L含有π，与丝杆中的π 抵消，使计算简便。 （4）左旋和右旋，是靠加惰轮实现的。
(四) 滚齿机的运动合成机构
滚齿机所用的运动合成机构通常是圆柱齿轮或锥齿轮 行星机构。
行星架空套 在轴X上
行星架固定 在轴X上
行星机构计算
i
H X-IX
z1 z2 a nX nH nIX nH z2 a z3
nX nH 1 nIX nH
nX 2nH nIX
滚齿加工刀具叫做滚刀，滚刀是理论上应由螺旋角接 近90度的斜齿轮开槽得到，但这种刀具难于加工得到，一 般用阿基米得蜗杆代替。
参与啮合齿的截面
视频
滚刀的旋转在截面上相当于齿条的移动，毛坯与这个 假想的齿条啮合，将齿形切出。
螺旋角=0°
螺旋角=11.3°
螺旋角=45°
(最新整理)任务齿轮加工刀具的分类任务齿轮滚刀
(最新整理)任务齿轮加工刀具的分类任务齿轮滚刀
2021/7/26
1
项目十 齿轮加工刀具
项目分析 切齿刀具是指切削各种齿轮、蜗轮、链轮和花键等齿
廓形状的刀具。 应掌握的内容：
1、了解齿轮加工刀具的分类； 2、加工渐开线圆柱齿轮的滚刀、插齿刀的工作原理； 3、插齿刀的种类和合理选择。
赵建勇
任务1 齿轮加工刀具的分类
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
1、渐开线蜗杆 渐开线基本蜗杆齿面是渐
开螺旋面，造形误差为零；端 面齿形：渐。 开线，轴向齿形： 曲线；制造较为困难。
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
2、阿基米德蜗杆 阿基米德基本蜗杆齿面是阿基米德螺旋面，会产生一定
的造形误差，端面齿形：阿基米德螺线，轴向齿形：直线； 制造比较容易。
整体式 阿基米德滚刀
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
高速钢材料， 套装式结构， 轴肩与内孔（安装基准）同心， 装刀检测径向跳动。
多为零前角； 顶刃后角10～12°； 侧刃后角大约3°； 齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高； 粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
三、阿基米德滚刀结构参数与选用
这类铣刀结构简单，制造容易，可在普通铣床上使用。 但是加工精度和效率较低，主要用于单件、小批量生产和 修配。
赵建勇
a）盘状成形齿轮铣刀 b）指状成形齿轮铣刀
赵建勇
二、范成法齿轮刀具 这类刀具切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖面槽形。
切齿时除主运动外，还有刀具与齿坯相对的啮合运动。工 件齿形是由刀具齿形在展成运动中若干位置包络形成的。 这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高，通用性好。插 齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、弧齿 锥齿轮铣刀盘等都属展成齿轮刀具。
2021/7/26
1
项目十 齿轮加工刀具
项目分析 切齿刀具是指切削各种齿轮、蜗轮、链轮和花键等齿
廓形状的刀具。 应掌握的内容：
1、了解齿轮加工刀具的分类； 2、加工渐开线圆柱齿轮的滚刀、插齿刀的工作原理； 3、插齿刀的种类和合理选择。
赵建勇
任务1 齿轮加工刀具的分类
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
1、渐开线蜗杆 渐开线基本蜗杆齿面是渐
开螺旋面，造形误差为零；端 面齿形：渐。 开线，轴向齿形： 曲线；制造较为困难。
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
2、阿基米德蜗杆 阿基米德基本蜗杆齿面是阿基米德螺旋面，会产生一定
的造形误差，端面齿形：阿基米德螺线，轴向齿形：直线； 制造比较容易。
整体式 阿基米德滚刀
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
高速钢材料， 套装式结构， 轴肩与内孔（安装基准）同心， 装刀检测径向跳动。
多为零前角； 顶刃后角10～12°； 侧刃后角大约3°； 齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高； 粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。
赵建勇
任务2 齿轮滚刀
三、阿基米德滚刀结构参数与选用
这类铣刀结构简单，制造容易，可在普通铣床上使用。 但是加工精度和效率较低，主要用于单件、小批量生产和 修配。
赵建勇
a）盘状成形齿轮铣刀 b）指状成形齿轮铣刀
赵建勇
二、范成法齿轮刀具 这类刀具切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖面槽形。
切齿时除主运动外，还有刀具与齿坯相对的啮合运动。工 件齿形是由刀具齿形在展成运动中若干位置包络形成的。 这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高，通用性好。插 齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、弧齿 锥齿轮铣刀盘等都属展成齿轮刀具。
齿轮齿形加工
2. 插齿刀的齿面形状
①插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮 插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形， 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形，必 端面齿形 须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 插齿刀有顶刃后角和 ②插齿刀有顶刃后角和 侧刃后角， 侧刃后角，重磨后顶圆 直径和分圆齿厚减小。 直径和分圆齿厚减小。 不同端剖面应是变位量 不同的变位齿轮， 不同的变位齿轮，新刀 变位量最大，重磨后逐 变位量最大， 渐减小。 剖面变位 渐减小。O-O剖面变位 剖面 量为零称为原始剖面， 量为零称为原始剖面， 具有标准齿形。 具有标准齿形。 插齿刀实质上是个变变位齿轮 插齿刀实质上是个变变位齿轮
（三）Y3150E滚齿机 滚齿机
1.机床的特点及用途 机床的特点及用途 能加工工件最大直径为 500mm，最大模数为8. ，最大模数为 2.机床的运动分析 机床的运动分析 抓两端—连中间 抓两端 连中间 （1）主运动传动链 ） 电动机→主轴（滚刀） 电动机 主轴（滚刀） 主轴 （2）展成运动传动链 ） 滚刀转1r→工件转 工件转K/z r 滚刀转 工件转 （3）进给传动链 ） 工件转1 刀架移动mm 工件转 r→刀架移动 刀架移动 （4）滚斜齿轮时的差动链 ） 刀架移动L 工件转 工件转± 刀架移动 →工件转±1r （5）滚切蜗轮 ） 径向法滚切
实际上必须用合成机构 实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B 迭加起来， 附加转动 22迭加起来， 然后再传给工作台。 然后再传给工作台。 滚齿机是根据滚切斜齿轮 的传动原理设计的。 的传动原理设计的。当滚 切直齿轮时， 切直齿轮时，将差动链断 开，并把合成机构固定成 一个整体。 一个整体。
04_机床概论_齿轮加工机床
12
滚齿机
滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程
齿数减少、螺旋 角增大成为蜗杆 蜗杆开槽、铲背 成为齿轮滚刀
滚齿加工是依照交错轴螺旋齿轮啮合原理进行的。机床使滚刀 和工件保持一对螺旋齿轮副啮合关系作相对旋转运动时，就可 在工件上滚切出具有渐开线齿廓的齿槽。
滚齿成形运动是滚刀旋 转运动和工件旋转运动 组成的复合运动。再加 上滚刀沿工件轴线垂直 方向的进给运动，就可 切出整个齿长。
4
齿轮加工方法与加工机床
加工模数较大的齿轮时，常用指状齿轮铣刀。
用成形刨刀在刨床上刨齿。 在插床上插齿。
5
齿轮加工方法与加工机床
（1）成形齿轮铣刀
齿轮的齿廓形状，决定于基圆直径d基=mZCOSα.即使齿轮 的模数和压力角相同，不同的齿数，齿形不一样。
采用8把一套或15把一套的齿轮铣刀。每把可切几个齿数的 齿轮。刀具齿形按这个刀号能切的最小齿数制造。用来切其 他齿数，就有误差，加工出来的齿形是近似的。
6
齿轮加工方法与加工机床
（2）成形法加工齿轮的特点
精度不高
生产率也较低（每加工完一齿均需分度） 可以用通用机床(如普通铣床)加工。 多用于对精度要求不高的修配行业，及重型机器 制造业中，以解决大型齿轮加工机床的问题。
7
齿轮加工方法与加工机床
展成法
刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展 成运动，发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。 此发生线需 要一个独立的成形运动 ，刀工共同完成。
26
工件转1 r→刀架移动mm
（ （ 4 2 3 ）滚斜齿轮时的差动链 ）展成运动传动链 ）进给传动链 刀架移动 L→ 工件转± 1r 工件转 滚刀转 1 1r→ r→ 工件转 刀架移动 K/z mm r L × 1/(3π) 25/2 × 2/25 1 × 1 80/20 72/1 ×× 28/28 2/25 × × 39/39 28/28 × aa b c2 /d2 × 36/72 ×e i合成 × × 28/28 /b × 42/56 23/69 × × i合成 iⅩⅡ× /f 2/1 2× —ⅩⅢ 1×
滚齿机
滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程
齿数减少、螺旋 角增大成为蜗杆 蜗杆开槽、铲背 成为齿轮滚刀
滚齿加工是依照交错轴螺旋齿轮啮合原理进行的。机床使滚刀 和工件保持一对螺旋齿轮副啮合关系作相对旋转运动时，就可 在工件上滚切出具有渐开线齿廓的齿槽。
滚齿成形运动是滚刀旋 转运动和工件旋转运动 组成的复合运动。再加 上滚刀沿工件轴线垂直 方向的进给运动，就可 切出整个齿长。
4
齿轮加工方法与加工机床
加工模数较大的齿轮时，常用指状齿轮铣刀。
用成形刨刀在刨床上刨齿。 在插床上插齿。
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齿轮加工方法与加工机床
（1）成形齿轮铣刀
齿轮的齿廓形状，决定于基圆直径d基=mZCOSα.即使齿轮 的模数和压力角相同，不同的齿数，齿形不一样。
采用8把一套或15把一套的齿轮铣刀。每把可切几个齿数的 齿轮。刀具齿形按这个刀号能切的最小齿数制造。用来切其 他齿数，就有误差，加工出来的齿形是近似的。
6
齿轮加工方法与加工机床
（2）成形法加工齿轮的特点
精度不高
生产率也较低（每加工完一齿均需分度） 可以用通用机床(如普通铣床)加工。 多用于对精度要求不高的修配行业，及重型机器 制造业中，以解决大型齿轮加工机床的问题。
7
齿轮加工方法与加工机床
展成法
刀刃为一条切削线，但形状与发生线不吻合，刀具与工件作展 成运动，发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。 此发生线需 要一个独立的成形运动 ，刀工共同完成。
26
工件转1 r→刀架移动mm
（ （ 4 2 3 ）滚斜齿轮时的差动链 ）展成运动传动链 ）进给传动链 刀架移动 L→ 工件转± 1r 工件转 滚刀转 1 1r→ r→ 工件转 刀架移动 K/z mm r L × 1/(3π) 25/2 × 2/25 1 × 1 80/20 72/1 ×× 28/28 2/25 × × 39/39 28/28 × aa b c2 /d2 × 36/72 ×e i合成 × × 28/28 /b × 42/56 23/69 × × i合成 iⅩⅡ× /f 2/1 2× —ⅩⅢ 1×
铣齿插齿加工
圆柱齿轮齿形的精加工
铣齿、滚齿、插齿是齿轮的粗加工方法 ，精度 高于7级或齿形需要淬火处理的齿轮，还要进行精 加工。齿轮的精加工方法有剃齿、珩齿、磨齿、研 齿等。 精度等级
0~2 3~5 6~8 9 10~12 展望级 高精度 中等精度 较低精度 低精度
加工
供将来发展用 精密齿轮机床上范成加工后精密磨齿 高精度齿轮机床上范成加工后磨齿、 剃齿 可用任意方法加工 可用任意方法加工
铣齿应用：
适用于单件小批生产或维修工作中加工精度不高的低速齿 轮。 铣齿的加工精度为9级或9级以下，齿面粗糙度值Ra为 6.3～3.2μm
插齿需要下列四个运动 ① 插削主运动：指插削刀的上下往复直线运动。 插齿运动 ② 范成运动：也叫分齿运动，插齿刀和齿坯的转 速按一对齿轮的速比关系计算，即
③ 径向切入运动：指插齿刀每往复一次，径向移动 的距离。工件应该逐渐地移向插齿刀（或插齿刀 移向工件），作径向切入运动。 ④ 让刀运动：插齿刀向上运动（空行程）时，为了 避免擦伤工件齿面和减少刀具磨损，刀具和工件 之间应该让开，使之产生一定间隙，而在插齿刀 向下开始工作行程之前，应迅速恢复到原位，以 便刀具进行下一次切削。
效率
0.99 0.98 0.96 0.95
Thank you for your li成形法
用与被切齿轮的齿槽形 状完全相符的成形刀具 切出齿形的方法。如铣 齿、成形法磨齿等。
（2） 展成法（范成法）
利用齿轮的啮合原理加 工齿轮。常用的展成法 齿轮刀具：滚齿刀、插 齿刀、剃齿刀等
盘形齿轮铣刀加工直齿
指状齿轮铣刀加工直齿
1）成形法
⑴ 刀刃形状与齿轮齿槽形状一致； ⑵ 用一把刀加工模数相同直径不同的多种齿轮； ⑶加工模数较小的齿轮时，用盘状铣刀；模数较大时，用指状铣刀。
齿轮加工
二、机床的传动原理
1、机床传动系统的组成 2、机床的传动原理
1、机床传动系统的组成
传动系统是实现机床加工过程全部成形运动和辅助运动的传动装置的总和。 机床商为了得到所需要的运动，需要通过一系列的传动件把执行件与运动 源、或者把执行件与执行件之间联系起来，称为传动联系。其两端件为执 行件和运动源。 传动链是使执行件与运动源之间或执行件与相关执行件之间保持运动联系的 传动链 一系列顺序排列的传动件。 传动链两端的元件称为末端件。（始端件和末端件） 机床的传动系统就是由各种传动链组成。 传动链则是按照一定的功能要求，依据传动要求构成的。 各种传动链：带传动、定比齿轮副、丝杠 螺母、蜗轮蜗杆、滑移齿轮变速机构、离 合器变速机构、交换齿轮或挂轮架以及各 种电的、液压的、机械的无级变速机构等。
执行件 运动源 传动装置
传动装置将运动和动力从运动源传到执行件之间的连接称为传动联系
一、机床的传动联系
传动装置将运动和动力从运动源传到执行件之间的连接
1、执行件 2、运动源 3、传动装置
1、执行件
机床上最终实现所需运动的部件称为执行件，如主轴，工作台，刀架等。 其作用：带动工件和刀具，使之完成一定形式的运动并保持正确的轨迹。
2、运动源
为执行件的运动提供能量的装置称为运动源。 作用：向运动部分提供动力，也是机床的动力部分。 动力源的类型：交流电动机、伺服电动机、步进电机等。
3、传动装置
1）将运动和动力从运动源传到执行件的装置，称为传动装置。 2）作用：传递运动和动力，实现运动形式、方向、运动量的转换，使执 行件获得一定的运动。 3）传动装置的形式：机械、电气、液压、气动等形式。 4）机械传动装置的组成：带传动、齿轮传动、链传动、蜗轮蜗杆传动、 丝杠螺母传动等机械传动件组成。 5）机械传动机构可分为两类：定比传动机构和换置机构 – 传动比固定不变的传动机构， 称为定比传动机构。如定比齿轮夫、 丝杠螺母机构、蜗轮蜗杆机构等。 – 根据加工要求可以变换传动比和传动方向的传动机构，统称为换 置机构。如挂论变速、滑移齿轮变速、离合器换向等。
齿轮加工机床及切齿刀具概述
金属切削加工
齿轮加工机床及切齿刀具概述
1.1齿轮加工机床的工作原理
1．成形法图 8.1 成形法加工齿轮
成形法加工齿轮 所采用的刀具为成形 刀具，其刀刃（切削 刃）形状与被切齿轮 齿槽的截面形状相同， 例如在铣床上用盘形 或指形齿轮铣刀铣削 齿轮见图8.1，在刨床 或插床上用成形刀具 加工齿轮。
齿数 Z 越少，其渐开线曲率越大（曲率半径越小），齿数 Z越多，其渐开线曲率越小，当齿数 Z 达到无穷大时，其渐开 线的曲率半径也变成无穷大，此时渐开线就变成了直线。
表8.1 齿轮铣刀的刀号
刀号
1
2
3
4
加工齿数 范围
12~13
14~1 6
17~20
21~2 5
5 26~34
6
7
35~5 55~13
4
4
8
135以 上
2．展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即 把齿轮啮合副（齿条一齿轮或齿轮一齿轮）中的一个制 作为刀具，另一个则作为工件，并强制刀具和工件作严 格的啮合运动而展成切出齿廓。
Y3150E型滚齿机
2．圆锥齿轮加工机床 这类机床可分为直齿锥齿轮加工机床和弧齿锥齿轮加 工机床两类。用于加工直齿锥齿轮的机床有锥齿轮刨齿机、 铣齿机、磨齿机等；用于加工弧齿锥齿轮的机床有弧齿锥 齿轮铣齿机、磨齿机等。
金般一套只有八 把，每把铣刀有它规定的铣齿范围见表8.1，铣刀的齿形 曲线是按该范围内最小齿数的齿形制造的，对其他齿数 的齿轮，均存在着不同程度的齿形误差，另外，加工时 分度装置的分度误差，还会引起分齿不均匀，所以其加 工精度不高。此外，这种方法生产率较低，只适用于单 件小批生产一些低速、低精度的齿轮。
1.2齿轮加工机床的类型及其用途
齿轮加工机床及切齿刀具概述
1.1齿轮加工机床的工作原理
1．成形法图 8.1 成形法加工齿轮
成形法加工齿轮 所采用的刀具为成形 刀具，其刀刃（切削 刃）形状与被切齿轮 齿槽的截面形状相同， 例如在铣床上用盘形 或指形齿轮铣刀铣削 齿轮见图8.1，在刨床 或插床上用成形刀具 加工齿轮。
齿数 Z 越少，其渐开线曲率越大（曲率半径越小），齿数 Z越多，其渐开线曲率越小，当齿数 Z 达到无穷大时，其渐开 线的曲率半径也变成无穷大，此时渐开线就变成了直线。
表8.1 齿轮铣刀的刀号
刀号
1
2
3
4
加工齿数 范围
12~13
14~1 6
17~20
21~2 5
5 26~34
6
7
35~5 55~13
4
4
8
135以 上
2．展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即 把齿轮啮合副（齿条一齿轮或齿轮一齿轮）中的一个制 作为刀具，另一个则作为工件，并强制刀具和工件作严 格的啮合运动而展成切出齿廓。
Y3150E型滚齿机
2．圆锥齿轮加工机床 这类机床可分为直齿锥齿轮加工机床和弧齿锥齿轮加 工机床两类。用于加工直齿锥齿轮的机床有锥齿轮刨齿机、 铣齿机、磨齿机等；用于加工弧齿锥齿轮的机床有弧齿锥 齿轮铣齿机、磨齿机等。
金般一套只有八 把，每把铣刀有它规定的铣齿范围见表8.1，铣刀的齿形 曲线是按该范围内最小齿数的齿形制造的，对其他齿数 的齿轮，均存在着不同程度的齿形误差，另外，加工时 分度装置的分度误差，还会引起分齿不均匀，所以其加 工精度不高。此外，这种方法生产率较低，只适用于单 件小批生产一些低速、低精度的齿轮。
1.2齿轮加工机床的类型及其用途
第二章 齿轮加工机床-机械制造装备与设计-西北工业大学
右
右
左
左
－
左 少1 右 加1 少1 左 加1 右 少1
归纳:当逆铣时,工件与滚刀螺旋方向相同时,滚刀垂直进给 一个工件螺旋导程T,工件应附加地多转一圈, 工件与滚刀 螺旋方向相反时,滚刀垂直进给一个工件螺旋导程T,工件 应附加地少转一圈.
z2
n1
z3
n0
z1 z 4
(n1-n0)z1/z2×z3/z4=±(n4-n0) 2.无差动调整法: 加工斜齿圆柱齿轮,滚刀垂直进给螺旋导程T时,工 作台转过T/f⊥转,它应含分齿运动和附加运动,其中 分齿运动为T/f±1, 滚刀在此间完成分齿运动应转 (Z/K)( T/f±1),也就是说滚刀垂直进给Tmm, 工件 转T/f⊥圈, 滚刀转(Z/K)( T/f±1).
第三节 加工蜗轮时的运动和传动原理 用蜗轮滚刀滚切蜗轮时，齿廓的形成方法及 成形运动与加工圆柱齿轮是相同的，但齿线是当 滚刀切至全齿深时，在范成齿廓的同时形成的。 因此需有范成运动、主运动及切入工件的切入进 给运动。根据切入进给的方法不同，可有下面两 种方式：
1．径向进给法
见图4－4a.b
所需传动链为：主运动传动链、范成运动传动链、 径向进给传动链。 2．切向进给法 见图4－4c.d
二．圆柱齿轮磨齿机
(一)蜗杆砂轮型磨齿机
工作原理见图4－13a
其工作原理与滚齿机相同，适用于中小模数齿轮的成 批和大量生产。 (二)锥形砂轮型磨齿机 工作原理见图4－13b
是利用齿条和齿轮的啮合原理来磨削齿轮的。 传动原理图见图4－14 (三)双碟形砂轮型磨齿机 工作原理见图4－13c
滚圆盘机构工作原理见图4－15 三．锥齿轮加工机床
用M2时:
(n1-n0)×z1/z2×z2/z3×z3/z4=±(n4-n0)
铣削加工实训报告齿轮
一、实习目的本次铣削加工实训旨在通过实际操作，使学生掌握齿轮加工的基本工艺过程，熟悉齿轮加工机床、刀具、夹具及量具的使用，了解齿轮加工的质量标准和检验方法。
通过本次实训，提高学生的实际操作技能和工程实践能力。
二、实习内容1. 齿轮加工概述齿轮是机械传动系统中常用的零件，具有传递动力、改变速度和方向等作用。
齿轮加工主要包括铣削、磨削、滚齿等工艺。
2. 齿轮加工机床本次实训所使用的齿轮加工机床为X5032型立式升降台铣床，具有以下特点：- 加工范围广，可加工平面、槽、齿轮、螺纹等。
- 机床结构简单，操作方便。
- 可进行多轴联动加工，提高加工精度。
3. 齿轮加工刀具本次实训所使用的齿轮加工刀具包括：- 齿轮铣刀：用于加工齿轮齿面。
- 端铣刀：用于加工齿轮端面。
- 键槽铣刀：用于加工齿轮键槽。
4. 齿轮加工夹具本次实训所使用的齿轮加工夹具为专用夹具，具有以下特点：- 夹紧力均匀，保证加工精度。
- 结构简单，操作方便。
5. 齿轮加工量具本次实训所使用的齿轮加工量具包括：- 齿厚游标卡尺：用于测量齿轮齿厚。
- 齿距千分尺：用于测量齿轮齿距。
- 齿轮跳动仪：用于测量齿轮跳动。
6. 齿轮加工工艺齿轮加工工艺主要包括以下步骤：（1）装夹工件：将工件安装到专用夹具上，保证工件定位准确。
（2）选择刀具：根据齿轮加工要求选择合适的刀具。
（3）调整机床：调整机床参数，如转速、进给量等。
（4）加工齿轮齿面：使用齿轮铣刀加工齿轮齿面。
（5）加工齿轮端面：使用端铣刀加工齿轮端面。
（6）加工齿轮键槽：使用键槽铣刀加工齿轮键槽。
（7）检验齿轮：使用量具检验齿轮的齿厚、齿距、跳动等参数。
三、实习过程1. 装夹工件：将工件安装到专用夹具上，保证工件定位准确。
2. 选择刀具：根据齿轮加工要求选择合适的刀具。
3. 调整机床：调整机床参数，如转速、进给量等。
4. 加工齿轮齿面：使用齿轮铣刀加工齿轮齿面。
5. 加工齿轮端面：使用端铣刀加工齿轮端面。
第六章 齿轮加工工艺与装备
1-立柱 2-插齿刀 3-工件 4-工作台 5-床身
§6-1 齿轮加工工艺装备
（2）插齿机的运动
1）主运动。插齿刀做上下往复运动，向下为切削运动，向上 返回为退刀运动。
2）展成运动。在加工过程中，要求插齿刀和工件保持一对齿 轮的啮合关系，即刀齿转过一个齿，工件应准确地转过一个齿， 即nw/n0 = z0/zw（z0、zw 分别为刀具和工件的齿数）。刀具 和工件的运动组成复合运动——展成运动。
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）齿轮滚刀的选择。齿轮滚刀的选择与被加工齿轮的齿数无 关，只要求刀具的法向模数和法向齿形角与被加工齿轮的相应 参数相同即可。 （2）插齿刀 1）插齿刀的主要类型及应用
a）盘形插齿刀 b）碗形插齿刀 c）锥柄插齿刀
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）插齿刀的精度及其结构。插齿刀的精度等级有AA、A、B 级 三种，在正常的工艺条件下，分别用于6、7、8 级精度齿轮的 加工。无论何种类型和精度等级的插齿刀，其几何表面和切削 参数的形成都是相同的。
2. 常用齿轮加工刀具 （1）齿轮滚刀：齿轮滚刀是根据螺旋齿轮啮合原理，用展成 法加工齿轮的刀具。
§6-1 齿轮加工工艺装备
1）滚刀的结构和基本尺寸。滚刀的结构分为整体式、镶片式 和可转位式等类型。
滚刀的基本尺寸参数有外圆直径D、内圆直径d、长度L 及 容屑槽数。滚刀的精度等级有AAA、AA、A、B、C 级。
§6-2 齿轮加工方法
锥面砂轮磨齿工作原理 a）磨齿槽1 右侧面 b）磨齿槽1 左侧面 c）磨齿槽2 右侧面
Ⅰ—锥面砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件
§6-2 齿轮加工方法
双碟形砂轮磨齿工作原理 a）碟形砂轮磨齿的工作运动 b）滚圆盘与钢带机构
Ⅰ—砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件 1—工作台 2—滑座 3—支架 4—导轨 5—滚圆盘 6—钢带 7—
§6-1 齿轮加工工艺装备
（2）插齿机的运动
1）主运动。插齿刀做上下往复运动，向下为切削运动，向上 返回为退刀运动。
2）展成运动。在加工过程中，要求插齿刀和工件保持一对齿 轮的啮合关系，即刀齿转过一个齿，工件应准确地转过一个齿， 即nw/n0 = z0/zw（z0、zw 分别为刀具和工件的齿数）。刀具 和工件的运动组成复合运动——展成运动。
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）齿轮滚刀的选择。齿轮滚刀的选择与被加工齿轮的齿数无 关，只要求刀具的法向模数和法向齿形角与被加工齿轮的相应 参数相同即可。 （2）插齿刀 1）插齿刀的主要类型及应用
a）盘形插齿刀 b）碗形插齿刀 c）锥柄插齿刀
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）插齿刀的精度及其结构。插齿刀的精度等级有AA、A、B 级 三种，在正常的工艺条件下，分别用于6、7、8 级精度齿轮的 加工。无论何种类型和精度等级的插齿刀，其几何表面和切削 参数的形成都是相同的。
2. 常用齿轮加工刀具 （1）齿轮滚刀：齿轮滚刀是根据螺旋齿轮啮合原理，用展成 法加工齿轮的刀具。
§6-1 齿轮加工工艺装备
1）滚刀的结构和基本尺寸。滚刀的结构分为整体式、镶片式 和可转位式等类型。
滚刀的基本尺寸参数有外圆直径D、内圆直径d、长度L 及 容屑槽数。滚刀的精度等级有AAA、AA、A、B、C 级。
§6-2 齿轮加工方法
锥面砂轮磨齿工作原理 a）磨齿槽1 右侧面 b）磨齿槽1 左侧面 c）磨齿槽2 右侧面
Ⅰ—锥面砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件
§6-2 齿轮加工方法
双碟形砂轮磨齿工作原理 a）碟形砂轮磨齿的工作运动 b）滚圆盘与钢带机构
Ⅰ—砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件 1—工作台 2—滑座 3—支架 4—导轨 5—滚圆盘 6—钢带 7—
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展成法加工齿轮刀具
展成法 加工齿轮刀具
齿轮滚刀
涡轮滚刀
插齿刀
剃齿刀
磨齿及磨具
• 齿轮滚刀 是一种展成法加工齿轮的刀具，它相当于一个 斜齿轮，其齿数很少，螺旋角很大，实际上就是 一个蜗杆。
•涡轮滚刀 涡轮滚刀相当于原蜗杆，只是上面制作出切削 刃，这些切削刃都在原蜗杆的螺旋面上。
•插齿刀
插齿刀是利用展成原理加工齿轮的一种刀具，它 可以用来加工直齿、斜齿、内圆柱齿轮和人字齿 轮等，而且是加工内齿轮和台肩齿轮最常用的刀 具。
•卧式滚齿机
•立式滚齿机
插齿机是用插齿刀按展成法加工直齿、 斜齿齿轮和其他齿形件，主要用于加 工多联齿轮和内齿轮；
剃齿机是用齿轮式剃齿 刀精加工齿轮的一种高 效机床
锥齿斜齿、弧齿 和延长外摆线齿等锥齿轮的齿部。 •直齿锥齿轮刨齿机是以成对刨齿刀按展成法粗、 精加工直齿锥齿轮的机床，有的机床还能刨制 斜齿锥齿轮，在中小批量生产中应用最广。 •双刀盘直齿锥齿轮铣齿机使用两把刀齿交错的 铣刀盘，按展成法铣削同一齿槽中的左右两齿 面，生产效率较高，适用于成批生产。
• 1835年英国的惠特沃思获得蜗轮滚齿机的专利； • 1858年，席勒取得圆柱齿轮滚齿机的专利； • 以后经多次改进，至1897年德国的普福特制成带 差动机构的滚齿机，圆满解决了加工斜齿轮的问 题。 • 美国的费洛斯于1897年制成了插齿机。 • 1930年左右在美国制成剃齿机；1956年制成珩齿 机。 • 60年代以后，现代技术在一些先进的圆柱齿轮加 工机床上获得应用，比如在大型机床上采用数字 显示指示移动量和切齿深度；发展了数字控制非 圆齿轮插齿机和适应控制滚齿机；
滚齿机的优点 •适用于成批，小批及单件生产圆柱斜齿轮和蜗 轮，尚可滚切一定参数范围的花健轴. •调整方便，具有自动停车机构 •具有可靠的安全装置以及自动润滑滚齿机 (gear hobbing machine)是齿轮加工机床中应 用最广泛的一种机床，在滚齿机上可切削直齿、 斜齿圆柱齿轮，还可加工蜗轮、链轮等。
齿轮加工机床分类
• 齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床和锥齿 轮加工机床两大类。
圆柱齿轮加工机床 • 圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、 齿条、蜗轮。
• 包括： 滚齿机 插齿机 剃齿机等
滚齿机
滚齿机(gear hobbing machine)是齿轮加 工机床中应用最广泛的一种机床，在滚齿 机上可切削直齿、斜齿圆柱齿轮，还可加 工蜗轮、链轮等。 用滚刀按展成法加工 直齿、斜齿和人字齿圆柱齿轮以及蜗轮的 齿轮加工机床。这种机床使用特制的滚刀 时也能加工花键和链轮等各种特殊齿形的 工件。普通滚齿机的加工精度为7～6级 (JB179-83),高精度滚齿机为4～3级。最 大加工直径达15米。
• 1884年，美国的比尔格拉姆发明了采用单刨刀按 展成法加工的直齿锥齿轮刨齿机； • 1900年，美国的比尔设计了双刀盘铣削直齿锥齿 轮的机床。 由于汽车工业的需要，1905年在美 国制造出带有两把刨刀的直齿锥齿轮刨齿机，又 于1913年制成弧齿锥齿轮铣齿机；1923年，出现 了准渐开线齿锥齿轮铣齿机；30年代研制成能把 直齿锥齿轮一次拉削成形的拉齿机，主要用于汽 车差动齿轮的制造。 40年代，为适应航空工业 的需要，发展了弧齿锥齿轮磨齿机。1944年，瑞 士厄利康公司制成延长外摆线齿锥齿轮铣齿机； 从50年代起，又发展了用双刀体组合式端面铣刀 盘，加工延长外摆线齿锥齿轮的铣齿机。
•剃齿刀 剃齿刀常用于未淬火的软齿面圆柱齿轮加精工 ，其精度可达6级以上，且成产效率很高，因此 应用十分广泛。
•磨齿及磨具
磨齿多用于淬硬齿轮的齿面精加工，有的还 可直接用来在齿坯上磨制小模数齿轮。
• 弧齿锥齿轮铣齿机以弧齿锥齿轮铣刀盘，按展成 法粗、精加工弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的机床 ，有精切机、粗切机和拉齿机等变型。 • 弧齿锥齿轮磨齿机是用于磨削淬硬的弧齿锥齿 轮，以提高精度和光洁程度的机床，其结构与弧 齿锥齿轮铣齿机相似，但以砂轮代替铣刀盘，并 装有砂轮修整器，也可磨削准双曲面齿轮。
• 锥齿轮加工机床的配套设备有磨削铣刀盘 和拉刀盘刀刃的磨刀机，配研成对锥齿轮 的研齿机，检验成对锥齿轮啮合接触情况 的锥齿轮滚动检查机和防止齿部热处理变 形的淬火压床等。
弧齿锥齿轮加工机床
直齿锥齿轮
齿轮加工 轮齿的切削加工方法按成型的原理可分为成形法和 展成法。 成型法加工齿轮，要 求所用的刀具形状与 被切齿轮的齿槽形状 相吻合。
齿轮加工机床及其刀具
孙兆亮 02010525
•齿轮加工机床的定义及其发展历史
•齿轮加工机床的分类
•齿轮加工方法和齿轮加工刀具
定义：
• 齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其 他带齿零件齿部的机床。齿轮加工机床的品种规 格繁多，有加工几毫米直径齿轮的小型机床，加 工十几米直径齿轮的大型机床，还有大量生产用 的高效机床和加工精密齿轮的高精度机床。 齿 轮加工机床广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工 程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞 机和航天器等各种机械制造业中。
展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即 把齿轮啮合副中的一个转化为刀具，另一个为工件 ，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切除 齿廓。
成形法加工齿轮刀具
• 盘形齿轮铣刀
一种铲齿成形的铣刀。盘形齿轮铣刀前角为零 时，其刃口形状就是被加工齿轮的渐开线齿形。 • 指形齿轮铣刀 实质上是一种成形立铣刀有铲齿和刀齿结构。
• 用滚刀按展成法加工直齿、斜齿和人字齿 圆柱齿轮以及蜗轮的齿轮加工机床。这种 机床使用特制的滚刀时也能加工花键和链 轮等各种特殊齿形的工件。普通滚齿机的 加工精度为7～6级(JB179-83),高精度滚齿 机为4～3级。最大加工直径达16米。
•滚齿机按布局分为立式和卧式两类。大中 型滚齿机多为立式，小型滚齿机和专用于加 工长的轴齿轮的滚齿机皆为卧式。
历史： • 1953年出土的东汉人字齿轮古代的齿轮是用手工 修锉成形的。 • 1540年，意大利的托里亚诺在制造钟表时，制成 一台使用旋转锉刀的切齿装置； • 1783年，法国的勒内制成了使用铣刀的齿轮加工 机床，并有切削齿条和内齿轮的附件； • 1820年前后，英国的怀特制造出第一台既能加工 圆柱齿轮又能加工圆锥齿轮的机床。具有这一性 能的机床到19世纪后半叶又有发展。