特殊修缘插齿刀的工艺应用1
插齿刀设计.
3. 插齿刀的前面和前角 (1)插齿刀的前面和顶刃前角
复杂刀具设计
如果插齿刀制成零度前角，则插齿刀侧刃为 渐开线齿形，从而不致因前角的影响产生齿 形误差，在这种情况下，不存在齿形误差的 修正问题。 为了改善切削条件，一般都将插齿刀设计成 具有一定的前角。 这个前角是将插齿刀的前端面磨成圆锥面得到的。 该圆锥面的轴线与插齿刀的轴线相重合，圆锥的底角即为 顶刃前角γ p。规定在通过插齿刀轴线的轴剖面内度量。 一般取γ p =5º ，有时在粗加工时也可取γ p ＝12º ~15º 。 顶刃前角是设计时必须给定的参数，也是刃磨时必须保证的参数
复杂刀具设计
第四节 直齿插齿刀的切 削刃及其前、后刀面
复杂刀具设计
由工作原理可知，无论插齿刀的前角、后角有多大，全切 削刃在端面上的投影部应该是渐开线，这样，插齿刀上下 往复运动时，切削刃的运动轨迹就如同一个直齿渐开线齿 轮，或称之为“产形齿轮”，与被切齿轮啮合传动。
插齿刀用钝后需要重磨（重磨前刀面），重磨后的插 齿刀仍要求能切出正确的渐开线齿形。 为了达到这个目的，须对插齿刀的后面进行分析。
(2)展成运动和圆周进给运动
展成运动是指插齿刀和工件按两者的齿数比所作的旋转 运动，即插齿刀转过 1/z0 转则工件相应转过 1/z 转。 插齿刀的转动称为圆周进给运动，插齿刀每往复一次所 转角度(以分度圆弧长计)称为圆周进给量，用fx表示。
(3)径向进给运动
径向进给运动是使插齿刀逐渐增加切齿深度的运动。
复杂刀具设计
一、按被加工齿轮分
1. 加工圆柱齿轮的刀具： (1)渐开线圆柱齿轮的刀具：盘形齿轮铣刀、指形齿轮铣刀、齿 轮拉刀、齿轮滚刀、插齿刀、梳齿刀(齿条刀)、剃齿刀等 (2)非渐开线齿形刀具：花键滚刀、圆弧齿轮滚刀、棘轮滚刀、 链轮滚刀、摆线齿轮滚刀、花键插齿刀及展成车刀等 2. 加工蜗轮的刀具：蜗轮滚刀、蜗轮飞刀和蜗轮剃齿刀等
插齿刀与插齿工艺存在的问题与对策
插齿刀与插齿工艺存在的问题与对策插齿滚齿同属展成法加工齿轮，展成法加工齿轮时，刀具也作为一个齿轮，与被加工齿轮各自按啮合关系要求的速比传动，从而包络切出齿形。
不同于滚齿加工，插齿刀除按啮合关系传动外，还需同时作上下运动（见图1）。
展成法优点是一把刀具可以加工相同模数、齿形角及不同齿数的各种齿轮。
滚齿只能加工外齿轮，而插齿既可加工外齿轮，又可加工内齿轮，还能加工有台阶的齿轮块、人字齿轮及部分齿轮等。
图1 插齿刀与齿轮齿形对滚与成形1. 插齿工艺插齿运动有：①插齿刀的往复运动即切削运动，其平均速度v即切削速度，v与冲程长度L、每分钟往复次数n的关系是：v=2nL/1 000（m/min）。
②插齿刀按齿轮啮合关系回转的快慢，即圆周进给量的大小选定回转速度。
③被加工齿轮应按齿轮啮合关系的选定回转速度。
④插齿刀的径向进给，依此才可逐次切出全齿深。
⑤让刀运动，插齿刀返回时，刀与毛坯间中心瞬时扩大一下，以免二者相碰。
由于有刀具返回的空程及较复杂的运动，可知生产效率比滚齿低（见图2）。
图2 插齿机工作原理（1）插直齿、斜齿。
插直齿时，用直齿插齿刀作垂直上下往复运动。
插斜齿时，需用斜齿插齿刀通过插齿机主轴上螺旋导轨导向作斜向上下往复运动。
为了进行切削，插齿刀顶刃、侧刃也必须做出前角、后角等。
插齿刀主要有三种结构形式，即盘形、碗形和带柄形。
盘形用于加工外齿轮、台阶齿轮块及较大直径的内齿轮。
碗形用于加工直径较大的台阶齿轮、内齿轮，在结构上与盘形的区别在于，其刀体中间的凹孔较深，以便容纳紧固螺母，避免在加工台阶齿轮时碰上工件。
带柄形主要用于小型内齿轮的加工。
（2）插削内齿轮。
能加工内齿轮是插齿加工的突出特点。
但内齿轮加工比外齿轮加工更容易引起干涉，从而使内齿轮加工的范围和加工内齿轮用的插齿刀的设计受到限制。
切内齿轮时，可产生的干涉有以下3种：①渐开线干涉，它在内齿轮和插齿刀的齿数相差大时产生，常可将内齿轮的齿顶削去一些。
插齿的加工实例
插齿的加工实例插齿的加工实例插齿是一种常见的机械加工工艺，它适用于各种钢铁、合金等材料的加工，可以广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、建筑等领域。
在实际操作中，插齿的加工难度较大，需要高水平的技术和精密的设备，同时需要提前进行周密的规划和准备工作。
本文将从实例出发，介绍插齿的加工流程、注意事项及技巧。
一、插齿的加工流程插齿的加工流程主要包括以下几个环节：1、材料准备：根据产品的要求选择合适的材料，并进行切割、切断等加工处理，使其符合下一步工艺的要求。
2、预热处理：对材料进行预热处理，可以减少材料的内应力，提高韧性和耐磨性，有利于后续环节的进行。
3、齿轮设计：根据产品的使用要求，选用合适的齿轮设计和参数，例如齿轮的压力角、齿数、齿面高度、齿宽等等。
4、排齿：排齿是插齿加工的第一步，也是最关键的一步。
首先根据齿面的参数和设计要求，利用分度盘或齿轮机进行分度，然后利用插齿刀或插齿铣刀将齿形削成预定的形状。
为保证精度，需要严格按照工艺程序进行操作。
5、倒齿：倒齿是插齿加工的第二步。
在倒齿前，需要仔细检查各个齿面的精度和一致性，确定插齿的深度和宽度，并根据情况选择合适的倒齿方式。
在倒齿时，要坚持慢进快出，利用合适的倒齿刀将齿底切出。
6、尺寸修整：插齿后需要对外径、齿距、齿宽、齿厚等参数进行精确测量，并进行修整，以保证产品的质量和性能。
二、插齿的注意事项在插齿加工过程中，需要注意以下事项：1、操作人员要熟练掌握插齿加工的标准和流程，深入理解各种加工工具的特点和操作方法，提高自己的技能水平。
2、严格遵照工艺规范进行操作，不可擅自改变工艺流程，确保产品的质量和稳定性。
3、对设备和材料进行定期检查和维护，及时发现和解决故障，避免因设备材料损坏导致产品质量下降。
4、操作环境清洁卫生，避免杂物和灰尘落入加工零部件内，影响齿轮的正常工作。
5、注意安全防护，使用防爆工具和设备，佩戴安全帽、手套、护目镜等防护装备。
三、插齿的技巧插齿加工是一项高精度的工艺，需要熟练掌握多种技巧，包括：1、齿形的调整技巧：在插齿过程中，有时因多种原因导致齿形偏差，此时需要通过调整插齿刀的圆度、刃口、切角等参数使其重新满足要求。
插齿刀重磨规范及技术要求
插齿刀重磨规范及技术要求
１．插齿刀磨损部主要在后刀面上，重磨时通过重磨前面的办法来达到磨去刀齿磨损部分的目的。
２．安装碗形、盘形插齿刀的定位芯轴外圆与定位端面相对于锥柄的跳动量
≤0.005mm，芯轴外圆与插齿刀内孔配合间隙要求是基孔制IT6的滑动配合，安装锥柄插齿刀的过渡锥套的内外锥面同轴度≤0.01mm。
３．砂轮采用粒度46～60#，硬度R3或ZR1平型白钢玉砂轮，转速25～35m/s，砂轮直径参照下表：
４．根据插齿刀磨损严重情况选择粗精磨方式。
如刀具磨损严重应分粗精磨两次磨削，粗磨时应将砂轮打得粗一些，精磨适应精细修正砂轮，并以小的进给量精磨（磨削量为0.03～0.1mm），以获得高粗糙度的前刃面，如刀具磨损较小，则可直接精磨。
５．重磨应注意如下事项：
(1)采用工具磨时，砂轮和插齿刀轴线应位于同一平面内，否则磨出的插齿刀前刃面母线不直，产生前刃面曲线误差；
(2)插齿刀转速不宜过高，应选择在n = 150～200 n/min ，螺旋方向与磨削方向相反;
(3)干磨时连续刃磨时间不宜过长，以免烧伤刀齿。
６．有条件时，应采用冷却液进行冷却。
７．重磨后应达到的技术要求见附表。
附表：插齿刀前刀面重磨的技术要求
插齿刀前刀面重磨的技术要求。
渐开线外齿修缘插齿刀的设计
ｔ： ｏ 基本渐 开线基圆
Ｆｋ ｏ： 修缘渐 开线基圆 ｒ ：修缘起 始点 ｄ
ｒ ：齿轮节 圆
√
二 二 ＿
（ ｎ ＋ ｎ）
（） 图１ 开线 缘 齿 形 基 参 筒 １ 渐 修 外 齿 的 本 数 图
（） ２
＝
（） ２ 修缘渐 开线 与基 本渐 开线 和齿顶 圆交 点 向径所对 半 中心 角 的计 算公 式 ：
下：
： ｍ（ ＋ ＋ ） ［ 式中 ｍ、
圆压 力 角 。
＋２ｉ ， 一ｉ ａ ） （、 ｎ％ ｎ ｑ］ ｖ
（） ８
、ｇａ ａ 、略分别代表模数 、 ｆ 插齿刀齿数 、 插齿刀齿顶高系数 、 插齿刀分度圆压力角 、 插齿刀齿顶
（） ２ 保证 不 发生 过渡 曲线 干涉 的条件 图 ２为插 齿 刀在插 齿 时刀具 与齿 轮的 啮合关 系 ， 由啮合 原理 可知 ， 二者 的关 系相 当于插 齿 刀 的节 圆与 齿 轮 的节 圆作纯 滚 动 。 因此 ， 齿 刀不可 能在齿 轮 的整个齿 面上 切 出渐 开线 齿形 的。 齿 刀齿 顶 在切 齿 过 插 插 程中 的运动 轨迹 与 切 出的渐 开线齿 形 的切 点就有 可 能发 生过 渡干涉 曲线 ， 从而 影响齿 轮 的加工 。 保 证不 发 生过 渡干 涉 的条件 为 ：
的齿轮是 一种很 有效的加工方法。分析 了渐开线外齿修缘插齿 刀的设计， 出了具体 的计算方法。 给
关键词 ： 渐开 线外齿修 缘插齿 刀； 缘量 ； 修 渐开线修缘外齿 ； 交位 系数 中图分 类号 ：Ｈ ６ Ｔ １ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ：６ １ ２ １２ ）１ ０ ９ —０ １７ —０３ （嘶 Ｏ — ０￣ 一ｉ ａ ＝ Ａ １ ｎａ ｎ 出 ＯＢ ｖ
齿轮插齿加工工艺守则
齿轮插齿加工工艺守则
一、适用范围
本守则适用于7、8、9级精度的渐开线圆柱齿轮加工。
二、工艺过程及要求
1插齿前的准备
1.1调整分齿挂轮的啮合间隙在0.1～0.15mm内。
1.2 按加工方法和工件模数、材质、硬度进行切削速度挂轮、进给挂轮的选择与调整。
2插齿心轴及齿坯的装夹
2.1 心轴装夹后,其径向跳动应不大于0.005mm。
2.2 装夹齿坯时应将有标记的基面向下,使之与支承面贴合,不得垫纸或铜皮等物，压紧前要用千分表检查外圆的径向跳动和基准端面跳动,其跳动公差不得大于表1的规定。
表1：
2.3 在装夹直径较大或刚性较差易受振动的齿坯时,应加辅助支承。
3 插齿刀的选用与装夹
3.1插齿刀的精度选择按表2。
表2：
3.2刀垫的两端面平行度公差应不大于0.005mm,刀杆和螺母的螺纹部分与其端面垂直度公差应不大于0.01mm。
3.3装夹插齿刀前应用千分表检查装刀部位的径向圆跳动、端面圆跳动及外径d的磨损极限偏差、其值不得超过表3的规定。
表3：
4机床调整
4.1根据齿轮模数、齿数、材质、硬度选择适当的切削速度。
一般切削速度可在8～20m/min范围内选取。
4.2调整插齿刀的冲程次数,按下式计算:
式中
n—插齿刀每分钟冲程次数;
v—切削速度,m/min;
B—被加工齿轮的宽度,mm;
△—插齿刀切入、切出长度之和,mm。
5插齿过程中,应随时注意刀具的磨损情况,当刀尖磨损达到0.15～0.30mm时,应及时换刀。
插齿刀设计解读
将插齿刀设计成一个在不同的端剖面内有着不同变位系数 的变位齿轮，即把两个侧后面设计成某种曲面（渐开螺旋 面，这种螺旋面的端截形为渐开线），就可满足要求。
具体地讲：左侧后面做成右旋渐开螺旋面， 右侧后面做成左旋渐开螺旋面。
复杂刀具设计
插齿刀不同端剖面是同一基圆，不同变位系数的齿轮。 即，插齿刀实质是一个变位齿轮。
复杂刀具设计
直齿插齿刀按其本身结构一般分为下列三种类型： (1)盘形直齿插齿刀：这种结构形式应用最为广泛，主要 用于外啮合齿轮的加工。这种刀具的公称分因直径有 75，100，125，160及200mm等五种。 (2)碗形直齿插齿刀：这种结构形式的特点是夹紧用的螺母可 以容纳在插齿刀的刀体内，因而可用于双联或多联齿轮的 加工。这种刀具的公称分圆直径有50，75，100及125mm 等四种。 (3)锥柄直齿插齿刀：这种结构形式主要用来加工内齿轮，有 时也用来加工小模数的外啮合齿轮。刀具的公称分圆直径 有25，38mm两种。 插齿刀的精度等级有AA级、A级和B级等三种。在正确使 用插齿机和插齿机精度符合要求的情况下，用上述三种精 度的刀具切齿，可分别获得6级、7级和8级精度的齿轮。
(1)插齿刀 插齿刀外形呈齿轮状，是一种切制渐开线圆柱齿轮齿形的 粗加工和半精加工刀具。
加工的模数范围为0.2~12mm 其中： 模数0.2—1mm为小模数段； 模数1—8mm为中模数段； 模数大于8mm为大模数段。
复杂刀具设计
(2)齿轮滚刀 齿轮滚刀外形里蜗杆状。 一般地说，它也是一种粗加工和半精加工的切齿刀具， 生产率很高。
复杂刀具设计
(2)插齿刀的侧刃前角 由于插齿刀的前面为圆锥面，故在产生顶刃前角的同时，在 侧刃上也产生前角。 插齿刀侧刃上任一点的侧刃前角γ ox规定在通过该任意点x并垂 直于侧刃在端面上的投影的正交平面O-O内度量。
插齿加工工艺特点
插齿的工艺特性之阳早格格创做插齿战滚齿相比，正在加工品量，死产率战应用范畴等圆里皆有其特性.（1）插齿的齿形细度比滚齿下滚齿时，产死齿形包络线的切线数量只取滚刀容屑槽的数目战基原蜗杆的头数有闭，它没有克没有及通过改变加工条件而删减；但是插齿时，产死齿形包络线的切线数量由圆周进给量的大小决断，并不妨采用.别的，制制齿轮滚刀时是近似制型的蜗杆去代替渐启线基原蜗杆，那便有制形缺面.而插齿刀的齿形比较简朴，可通过下细度磨齿赢得透彻的渐启线齿形.所以插齿不妨得到较下的齿形细度.（2）插齿后齿里的细糙度比滚齿细那是果为滚齿时，滚刀正在齿背目标上做间断切削，产死如图9－11a所示的鱼鳞状波纹；而插齿时插齿刀沿齿背目标的切削是连绝的，如图9－11b所示.所以插齿时齿里细糙度较细.（3）插齿的疏通细度比滚齿好那是果为插齿机的传动链比滚齿机多了一个刀具蜗轮副，即多了一部分传动缺面.其余，插齿刀的一个刀齿相映切削工件的一个齿槽，果此，插齿刀自己的周节乏积缺面必定会反映到工件上.而滚齿时，果为工件的每一个齿槽皆是由滚刀相共的2～3圈刀齿加工出去，故滚刀的齿距乏积缺面没有做用被加工齿轮的齿距细度，所以滚齿的疏通细度比插齿下.（4）插齿的齿背缺面比滚齿大插齿时的齿背缺面主要决断于插齿机主轴回转轴线取处事台回转轴线的仄止度缺面.由于插齿刀处事时往复疏通的频次下，使得主轴取套筒之间的磨益大，果此插齿的齿背缺面比滚齿大.所以便加工细度去道，对付疏通细度央供没有下的齿轮，可曲交用插齿去举止齿形细加工，而对付于疏通细度央供较下的齿轮战剃前齿轮（剃齿没有克没有及普及疏通细度），则用滚齿较为有利.2．插齿的死产率切制模数较大的齿轮时，插齿速度要受到插齿刀主轴往复疏通惯性战机床刚刚性的约束；切削历程又有空程的时间益坏，故死产率没有如滚齿下.惟有正在加工小模数、多齿数而且齿宽较窄的齿轮时，插齿的死产率才比滚齿下..3．滚插齿的应用范畴：（1）加工戴有台肩的齿轮以及空刀槽很窄的单联或者多联齿轮，只可用插齿.那是果为：插齿刀“切出”时只需要很小的空间，而滚齿则滚刀会取大曲径部位爆收搞涉.（2）加工无空刀槽的人字齿轮，只可用插齿；（3）加工内齿轮，只可用插齿.（4）加工蜗轮，只可用滚齿.（5）加工斜齿圆柱齿轮，二者皆可用.但是滚齿比较便当.插制斜齿轮时，插齿机的刀具主轴上须设有螺旋导轨，去提供插齿刀的螺旋疏通，而且要使用博门的斜齿插齿刀，所以很没有便当.。
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插齿月齿根加厚部分
图１
修缘插齿刀齿顶圆弧时，加工出齿轮齿根过渡 曲线为长幅外摆线的等距线，它的曲率半径要比尖 齿角插齿刀切出的过渡曲线的曲率半径大，这将减 少齿轮工作时的应力集中，增大齿轮的承载能力，但
插齿刀齿角做成圆弧后，将使被切齿轮的渐开线齿
形减短，使过渡曲线干涉危险｜生增加。
修缘插齿刀齿角圆弧的确定分下面三种情况： （１）插齿刀的齿顶角制成两圆角，圆弧半径无特 殊要求。 （２）插齿刀的齿顶角制成一个整圆弧。 （３）齿轮齿根过渡曲线有曲率半径要求，这时要 效验插齿刀齿顶角的圆弧半径能否满足要求。 原先用普通插齿刀加工完齿形后，再人为用砂 轮单独倒齿轮轮齿顶角处的修缘量，这样加工出的 齿顶修缘量两边不对称。采用修缘插齿刀后，大大 提高齿轮修缘量的精度。设计修缘插齿刀应当求出 刀的前端面的修缘值和检查截面中的修缘值，修缘 插齿刀磨齿形时通常采用砂轮修缘法，即将砂轮外 圆处修成一个斜角使磨出的插齿刀齿根处得到增 厚，修缘齿形由砂轮锥面磨出，磨修缘插齿刀的砂轮 修整量因修缘插齿刀的用途不同而异。 磨削插齿刀时难以使根圆直径和齿顶倒角高度 保持一致。这是因为重磨后插齿刀与齿轮的轴距及 插齿刀齿厚这两个参数减少，不可能与插齿刀本身 的齿顶倒角部位高度及在有齿顶倒角部位的斜度取 得一致。一直以来，许多制造商还采用带有固定砂 轮的机器。这些机器使用的砂轮对齿顶倒角的斜度 产生很大影响。也就是说，斜线的齿顶倒角出现在 齿轮的齿根上。采用修缘插齿刀后，大大提高了齿 轮修缘量的精度。
（２）加工剃前齿轮：剃前齿轮要求齿顶修缘，以 避免齿轮剃齿后齿顶出现毛刺。
由于插齿刀齿数过少，齿形在基圆以内制成径 向直线，这种插齿刀加工齿轮时可能产生一定的顶 切，应控制顶切在齿轮允许的修缘量内。修缘插齿 刀是指齿根加厚的插齿刀，这与普通插齿刀有所不 同，用这种插齿刀切出的齿轮轮齿顶角处产生一定 的修缘（顶切），如图１所示。
［３］王海岩．汽车零件高标准检具的设计制造［Ｊ］．上海汽车，
２００１（９）：３４—３７：
第一作者：卢铁钢，副教授，黑龙江农业工程职业学院，
１５００８８黑龙江市
Ｆｉｒｓｔ ＡＭｔｈｏｒ：Ｌｕ Ａｅｇｎｎｇ，Ａｓｓｏｃｉｎｔｅ ＰｒＱｆｅｓｓＯｒ，Ｈｅ｛１０ｎ西ｉ— ａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｎｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ％ｃａｔｉｏｎｎｌ Ｃ０ｎｅｇｅ，Ｈｑｒｂ讹
２０１２年第４６卷Ｎｏ．１
８７
特殊修缘插齿刀的工艺应用
张连生
哈尔滨第一工具制造有限公司
越来越多的渐开线齿轮齿顶要求修缘，这样有 利于提高齿轮的啮合质量，修缘插齿刀可以避免少 齿数的插齿刀本身的根切，修缘插齿刀是：
（１）加工修缘齿轮：这种齿轮轮齿顶角被加工成 一定的修缘量后，可以避免一对共轭齿轮啮合的过 渡曲线干涉现象。
测量的技术难题，提高了齿轮测量精度和稳定性，为 企业齿轮测量技术水平提供了借鉴，在日常应用中 产生了可观的经济效益和社会效益。
１参考文献
［１］刘兴富．相关参数测量夹具的设计［Ｊ］．机械工业标准化 与质量，２０００（７）：３１—３３．
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ｉ ５００８８．Ｃｈｉｎｎ
万方数据
特殊修缘插齿刀的工艺应用
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)：
张连生 哈尔滨第一工具制造有限公司
工具技术 Tool Engineering 2012,46(1)
本文链接：/Periodical_gjjs201201027.aspx