齿轮 加工机床
滚齿机与其他齿轮加工机床的比较
滚齿机与其他齿轮加工机床的比较齿轮作为机械传动中不可或缺的组成部分，其精度和质量对于机械设备的运行稳定性和使用寿命有着重要的影响。
在齿轮加工领域，滚齿机是一种常见的齿轮加工机床，而除了滚齿机，还存在其他类型的齿轮加工机床。
本文将对滚齿机与其他齿轮加工机床进行比较，以探讨它们在不同应用场景下的优缺点。
1. 性能比较（1）精度：滚齿机在齿轮加工中具有出色的精度表现，可以实现高精度齿轮的加工。
其采用滚削加工方式，能够保证齿轮齿形的准确度和精度，提供更高的传动效率和运行稳定性。
与之相比，其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机因工艺原因可能存在一定的加工误差，精度不如滚齿机。
（2）效率：由于滚齿机采用滚削加工方式，每次加工可以同时加工多个齿，因此比其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机具有更高的加工效率。
对于大量齿轮的生产加工，滚齿机能够更好地满足生产需求。
（3）柔性：滚齿机在齿轮加工中具有一定的柔性，能够适应不同类型、不同规格齿轮的加工，具有较高的通用性。
其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机可能需要针对不同齿轮进行调整和更换刀具等操作，相对而言缺乏柔性。
2. 加工效果比较（1）表面质量：滚齿机的滚削加工方式能够保证较好的齿轮表面质量，能够实现高光洁度和低粗糙度的齿面，从而减小齿轮在使用中的噪音和振动。
而其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机可能由于工艺原因导致表面质量较滚齿机差，需要进一步的加工或磨削。
（2）齿形精度：滚齿机采用特殊滚刀进行加工，可以保证齿面的齿形精度，提供更好的传动效率和齿轮接触特性。
而其他齿轮加工机床可能因为工艺限制，无法达到滚齿机相同的齿形精度。
3. 使用成本比较（1）设备成本：滚齿机由于采用专门的工艺和加工方式，通常相对于其他齿轮加工机床而言具有较高的设备成本。
这主要是由于滚齿机具备高精度和高效率的优势，需要更复杂的机械结构和控制系统。
而其他齿轮加工机床如铣齿机、磨齿机相对较为简化，设备成本相对较低。
滚齿机
展成运动： 工件旋转运动与滚刀旋转运动配合 螺旋轨迹运动： 工件旋转运动与滚刀刀架直线进给运动配合
展成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B22同时进行的，所以加工 时工件的旋转运动是两个运动合成，为使工 件同时接受两个运动而不发生矛盾，需在传 动系统中配置运动合成机构 合成。
2）、展成运动传动链
nc A = B 125 × u gv
实际工作中， 、 、 实际工作中，A、B、ugv查机床说明书中的专用表格 来选取。 来选取。
4）.轴向进给传动链 ） 轴向进给传动链 （1）两端件的计算位移 ） 工作台（每转）－－滚刀架 （ 工作台（每转）－－滚刀架f（mm) ）－－滚刀架 （2）传动平衡式 ）
滚切斜齿的传动原理：
滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
展成运动、主运动以及轴向进给运动传动链与加工直齿圆柱 齿轮时相同。 附加运动传动链： 刀架(滚刀移动A21)一12—13一uy一14—15一[合成]一6—7 一u。一8—9一工作台(工件附加转动B22) ，以保证刀架沿工 件轴线方向移动一个螺旋线导程L时，工件附加转1转，形成 螺旋线齿线。（内联系传动链）
4、刀架快速移动的传动路线 快速电动机可使刀架作快速升降运动，以便调整刀架位 置及在进给前后实现快进和快退。此外，在加工斜齿圆柱齿 轮时，起动快速电动机，可经附加运动传动链传动工作台旋 转，以便检查工作台附加运动的方向是否正确。 刀架快速移动的传动路线： 快速电动机一3/26一M3一2/25一XⅪ(刀架轴向进给丝杠)
任务一：齿轮加工机床概述 任务二： Y3150E型滚齿机 任务三：其他齿轮加工机床
任务一、齿轮加工机床概述
一、齿轮加工机床概述
用来加工齿轮轮齿表面的机床
1.1、齿轮轮齿表面成形方法：
齿轮加工机床
k——滚刀头数，Z——工件齿数
1. 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
• 根据表面成形原理，加工直齿圆柱齿轮时的成形运动应包括： 形成渐开线齿廓(母线)的运动 形成直线形齿线(导线)的运动。
• 渐开线齿廓由范成法形成，靠滚刀旋转运动B11和工件旋转运动B12组成的复合成形运动—— 范成运动实现。这时一条内联传动链；
2. 范成法(展成法)
• 范成法: 利用齿轮的啮合原理 • 把齿轮啮合副(齿条--齿轮、齿轮——齿轮)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范成切出齿廓。
展成法加工齿轮
• 范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 • 每一种模数，只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮。 • 加工精度和生产率一般比较高 • 应用广泛
如图所示, 滚刀沿工件轴线方向，由位 置1运动至位置2为趋近运动α； 由位置2至3为轴向切入运动c；由位 置3至4为进给运动f； 由位置4至1为返回运动α'。
2. 加工斜齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
斜齿圆柱齿轮端面上的齿廓是渐开线， 而在轮齿齿长方向，看起来是一条倾斜的 直线，但实际上是一条螺旋线
齿轮加工机床
本章目的
• 学习齿轮加工机床的用途、分类、加工方法； • 掌握滚齿机的加工原理、传动原理及运动分析； • 了解滚刀安装角的调整、运动方向的确定。
• 滚齿机的传动原理
重点与难点
第一节 概 述
• 加工齿轮轮齿的机床 • 齿轮传动应用广泛，齿轮传动在圆周速度和传动精度等方面的要求越来越高，促进了齿轮加
• 合成机构作用：将两个运动合成，使其不发生矛盾
滚齿机的工作原理
滚齿机的工作原理
滚齿机是一种金属加工机床，通常用于加工齿轮和齿条等零件。
它的工作原理是通过滚齿刀具在齿轮或齿条上滚压而形成齿形，从而完成加工。
滚齿机的主要部件包括主轴、进给机构、滚齿刀具和工作台。
在工作时，工件通过进给机构被送入滚齿刀具和工作台之间。
滚齿刀具由多个滚齿轮组成，每个滚齿轮的齿形都与工件上的齿形相匹配。
当滚齿刀具与工件接触后，滚齿轮开始旋转，将齿形逐渐滚压到工件上。
在整个加工过程中，工件保持不动，而滚齿刀具沿着工件轮廓滚动，逐渐形成齿形。
滚齿机的优点包括加工效率高、齿形精度高、加工表面光滑等。
此外，滚齿加工还可以减少工件变形和材料损失，同时可以延长刀具寿命。
因此，滚齿机在制造机械、汽车、航空等各个领域都有广泛的应用。
- 1 -。
数控滚齿机PPT
三一精机
20世纪80年代数控滚齿机问世，数控滚齿机按其机床结构和工作特点及制造 技术可分为三代：
第一代数控滚齿机为工件轴和滚刀轴都采用蜗杆蜗轮副传动，速度较低，精 度较差。
为了满足不断发展的刀具技术和更高的切削线速度，第二代滚齿机应运而生。 其工件轴和滚刀轴采用齿轮副传动，速度有了很大提高。但该机床传动链长， 精度不能保证，同时，加工不同工件时，需进行必要的挂轮操作，劳动强度大， 效率低。
内联传动链：滚刀—4—5—ix—6—7—工件。 b. 主运动——滚刀旋转，外联：电动机—1—2—iv—3—4—滚刀。
5
三一精机
c. 竖直进给运动——滚刀轴向直线运动 A2, 简单运动
外联传动链：工件—7—8—if—9— 10—刀架升降丝杠。 2) 滚刀的安装（图1-3）
滚刀安装角δ= 螺旋升角ω
图1-3 滚切直齿圆柱齿轮所需的运动
9
三一精机
1.3 滚齿机分类
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。 立式滚齿机又分为工作台移动和立柱移动两种。立式滚齿机工作时，滚刀 装在滚刀主轴上，由主电动机驱动作旋转运动，刀架可沿立柱导轨垂直移动， 还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在工作台上，由分度蜗轮副带动旋转， 与滚刀的运动一起构成展成运动。滚切斜齿时,差动机构使工件作相应的附加 转动。工作台(或立柱)可沿床身导轧移动,以适应不同工件直径和作径向进给。 有的滚齿机的刀架还可沿滚刀轴线方向移动，以便用切向进给法加工蜗轮。 大型滚齿机还设有单齿分度机构、指形铣刀刀架和加工人字齿轮的差动换向 机构等。
图1-2 加工直齿圆柱齿轮时的传动原理图
M-电动机 A-移动 B-转动 Uv-主运动传动链的换置机构 Ux-展成运动传动链的换置机构 Uf-进给运动传动链的换置机构
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机运动分析
功用：滚切直齿、斜齿圆柱齿轮及蜗轮
一、滚齿原理
p86
金属切削机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的传动原金属理切削图机床概论齿轮加工机床
4.2 滚齿机
（一） 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
u 作用：将范成运动中工件的旋转运动 和工件的附加运动合成后传到工作台， 使工件获得合成运动。
u 用途：加工斜齿圆柱齿轮、 切向进给法加工蜗轮时。
u 合成机构：圆柱齿轮或锥齿轮行星机 构。
金属切削机床概论齿轮加工机床
u 滚切斜齿圆柱齿轮时，工件的旋转运动是两个运 动的合成：范成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B2 。
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
加工方法有：插齿和滚齿 插斜齿
插直齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
渐开线齿轮的切齿原理(续）
2.范成法
滚直齿
动画演示
滚斜齿
金属切削机床概论齿轮加工机床
2）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
1) 范成运动传动链
u 联系滚刀主轴(B11)和工作台(B12) u 传动路线：“滚刀-4-5-ux-6-7-工件” u 保证滚刀和工件旋转运动之间的严格运
动关系。 u 换置机构ux用于适应工件齿数和滚刀头
数的变化。 u 内联系传动链，要求传动比数值绝对准
确及滚刀和工件两者的旋转方向互相配 合。
金属切削机床概论齿轮加工机床
见图4－4a.b
详谈齿轮加工方法与加工机床
详谈齿轮加工方法与加工机床齿轮加工机床圆柱齿轮：滚齿机、插齿机等；直齿锥齿轮刨齿机、铣齿机、拉齿机；弧齿锥齿轮铣齿机。
剃齿机、珩齿机、磨齿机成形法加工齿轮及滚齿二、滚齿机（一）滚齿原理—模拟一对螺旋齿轮啮合过程（二）滚齿机运动分析主运动—滚刀旋转运动；展成(啮合)运动—齿坯与滚刀按一定速比转动；进给运动—滚刀沿齿坯轴向运动。
1.加工直齿圆柱齿轮时的运动分析内传动链为：滚刀—4—5—u x —6—7—齿坯u x 为啮合运动传动比。
（3）进给运动A 2 齿坯—7—8—u f —9—10—刀架升降，u f 为进给运动传动比。
（2）展成运动滚刀旋转运动B 11 1/K转(1齿) 齿坯旋转运动B 12 1/ z 转(1齿) （1）主运动B 11 电机—1—2—u v —3—4—滚刀u v 为主运动传动比。
齿轮加工机床广泛应用汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机航天器等各种机械制造业。
齿轮加工机床加工各种圆柱齿轮、锥齿轮其他带齿零件齿部机床。
齿轮加工机床品种规格繁多，有加工几毫米直径齿轮小型机床，加工十几米直径齿轮大型机床，还有大量生产用高效机床加工精密齿轮高精度机床。
齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床锥齿轮加工机床两大类。
圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。
常用有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。
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大型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。
圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。
常用的有滚齿机，插齿机、铣齿机、剃齿机等。
大型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。
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金属切削机床概论第5章[1]
![金属切削机床概论第5章[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/bb81c6c19ec3d5bbfd0a748e.png)
]《金属切削机床》复习思考题答案（1）第5章齿轮加工机床1.分析比较展成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点？答：成形法加工圆柱齿轮时所采用的刀具为成形刀具，其切削刃的形状与被切削齿轮齿槽的截面形状相同。
常用的为在铣床上用盘形或指形齿轮铣刀铣削齿轮。
此类成形刀具有单齿廓和多齿廓两种。
单齿廓成形刀具时最常用的一种。
用单齿廓成形刀具加工齿轮时，每次只加工一个齿槽，之后再用分度盘进行分度，并一次加工下一个齿槽，直至全部轮齿加工完毕。
这种加工方法的优点是机床简单而通用，常采用万能卧式铣床或立式铣床；缺点是加工精度低。
由于同一模数的齿轮在齿数不同时，其齿形曲线也不同，这就需要备有所有模数相同而齿数不同的成形刀具，很不经济。
为此，通常采用一把铣刀加工几种规定的相近齿数齿轮的方法，以减少所需刀具的种类，由于铣刀的齿形是按该范围内最小齿数齿轮的齿形制造的，生产其它齿数的齿轮时必有形状上的偏差；而且一般分度头的分度的精度不高，造成齿轮轮齿分布的不均匀。
另外，分度所占用的时间也较多。
这些原因造成了成形法齿轮加工中加工精度低，加工的速度、效率低的缺点。
又由于此法所需的设备简单通用，所以此法通常使用于单件小批量生产及修配行业。
在大批量生产齿轮时，可采取利用多齿廓成形刀具的齿轮拉刀和齿轮推刀及相应机床的加工方法。
用多齿廓成形刀具加工齿轮可以得到较高的加工精度和生产率，但要求刀具有较高的制造精度且结构复杂，而且每套刀具只能加工一种模数和齿数的齿轮，所用机床又必须是特殊结构的，因而成本较高，仅使用于大量生产中。
展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即是把齿轮啮合副中的一个作为刀具，另一个作为工件，并强制刀具和工件间作严格的啮合运动而切削出齿廓的。
展成法加工齿轮时，使用的刀具有滚刀、插刀等，根据展成法加工齿轮的原理，其使用刀具的形状只与齿轮的模数有关，而与齿轮的齿数无关，一把刀具可用于模数相同而齿数不同的所有齿轮的加工，因而具有刀具的通用性强，所需刀具的数量少的优点。
CCMT2010大型齿轮加工设备
数 控 插齿 机 参展 的有 南 京二 机 床 的Ｙ ５ ２ ０ Ｎ 数 控 Ｓ １５Ｃ Ｃ 插 齿 机 、天 津第 一 机 床 总厂 的ＹＫ １ ６ 数 控插 齿 机 。 ５ ０ １
件 交相辉 映 ，都 是本 次展会 引人关 注 的热点 。
仪数 万件 ，成 为Ｃ ＭＴ 模最 大 的一 届 ，展示 的 国产 Ｃ 规 新 品 、精 品 、名 品 ，代 表 中 国数 控 机 床 及 相 应 配 套
产 品的最高水 平 。
笔 者参 观 了南 京 机床 展 ，觉 得Ｃ ＭＴ ０ ０ 机 床 Ｃ ２ １是 行 业 高 新技 术 产 品 的又 一 次 全 面展 示 。展 品充 分 显 现 了现 代先 进 制 造 技 术 ，数 控 ，特 别 是 中高 档 数 控 是 展 品 的 主 流 ，高 速 、高 效 、精 密 、复 合 、柔 性 、
数见表１ 。如 果再 加上 如 精诚 等几 家 制造 但 未 带铣 齿 机 参展 的企 业 ，估 计 国 内就 有 １ 家 左 右 的企 业 可 制 ０
平 和技 术 内 涵 又有 了新 的 提 高 。展 品体 现 了我 国 机 床行业 的最新 成果 ，展 品基本 上 是最 新 或首 次推 出 ， 许 多 展 品是 国 民经 济 众 多 行业 和部 门进 行 产业 和产
造 铣齿 机 ，还 有 国外 的优 秀 企 业 。因此 如把 铣 齿 机 市 场作 为 一 个 蛋 糕 ，想 要 分 食 企 业 较 多 ，竞 争 非 常 激 烈 。 大 型 数 控 滚 齿 机 参 展 的 有 有 南 京 二 机 的
Ｙ ３ ３０ Ｎ ６ Ｎ １ ２ Ｃ Ｃ 六轴 数 控 滚 齿 机 、河北 廊 坊 恩 希 机 床
第四章 机械加工齿轮加工专用机床
(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°
04_机床概论_齿轮加工机床
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×
金属切削机床概述
金属切削机床概述金属切削机床是一种通过物理力学原理来切削金属材料的机械设备。
它广泛应用于制造业领域，特别是金属加工和机械制造领域。
金属切削机床可以分为多种类型，包括车床、铣床、钻床、磨床、齿轮加工机床等。
下面将对各种类型的金属切削机床进行概述。
第一种类型是车床。
车床是利用工件旋转和刀具进给相对运动，将工件外表面加工成旋转体的一种机床。
它主要用于加工圆柱形、锥形、圆弧形等工件。
车床包括普通车床、数控车床和自动车床等。
普通车床是一种基础的机床，操作简便，适用于小批量生产。
数控车床通过计算机控制系统来实现自动化生产，具有较高的生产效率和加工精度。
自动车床是一种能够自动完成工序的机床，适用于大批量生产。
第二种类型是铣床。
铣床是一种通过刀具转动和工件进给来进行金属加工的机床。
它主要用于加工工件的平面、曲线和孔洞。
铣床包括普通铣床、立式铣床和数控铣床等。
普通铣床是一种常用的机床，通常用来进行小批量生产。
立式铣床是一种具有立式主轴布置的机床，适用于大型工件的加工。
数控铣床通过计算机控制系统来实现自动化生产，具有高生产效率和加工精度。
第三种类型是钻床。
钻床是一种通过旋转锥形刀具来进行金属加工的机床。
它主要用于加工工件的孔洞。
钻床包括普通钻床和数控钻床等。
普通钻床是一种常用的机床，通常用来进行小批量生产。
数控钻床通过计算机控制系统来实现自动化生产，具有高生产效率和加工精度。
第四种类型是磨床。
磨床是一种通过磨削刀具将工件表面去除一定厚度来进行金属加工的机床。
它主要用于加工工件的精密表面和特殊形状。
磨床包括平面磨床、外圆磨床、内圆磨床和中心磨床等。
平面磨床主要用于加工平面工件。
外圆磨床主要用于加工圆柱形工件的外表面。
内圆磨床主要用于加工圆柱形工件的内孔表面。
中心磨床主要用于加工圆锥形或球面工件。
第五种类型是齿轮加工机床。
齿轮加工机床是一种通过切削工艺来加工齿轮的专用机床。
它主要用于加工齿轮和齿轮传动件。
齿轮加工机床包括齿轮铣床、齿轮刨床和齿轮磨床等。
齿轮加工机床及切齿刀具概述
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)
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相关知识
2.齿轮加工机床的类型及其用途 齿轮加工机床的种类繁多，按照被加工齿轮种类不同，齿
轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大 类。 (1)圆柱齿轮加工机床。主要包括滚齿机、插齿机、剃齿 机、衍齿机和磨齿机等。 ①滚齿机，主要用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗杆。 ②插齿机，主要用于加工单联及多联的内、外直齿圆柱齿 轮。 ③剃齿机，主要用于淬火前的直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓 精加工。
啮合副(齿条一齿轮、齿轮一齿轮)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展 成切出齿廓。下面以滚齿加工为例加以进一步的说明。 在滚齿机上滚齿加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮相 互啮合运动的过程(见图4-4 ( a))，只是其中一个交错轴斜 齿轮的齿数极少，且分度圆上的导程角也很小，所以它便成 为蜗杆形状(见图4-4 ( b))。再将蜗杆开槽并铲背、淬火、 刃磨，便成为齿轮滚刀(见图4-4 ( c))。一般蜗杆螺纹的法 向截面形状近似齿条形状(见图4-5 ( a)).
模块四 齿轮加工机床
任务引入 任务分析 相关知识 任务实施 知识链接 学习小结 生产学习经验
任务引入
在机械传动中，齿轮是最常见的机械零件，那么齿轮是如何 加工的?在加工过程中有哪些加工方法?在不同的加工方法中 具体应注意什么问题?
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任务分析
齿轮传动由于具有传动比准确、传动力大、效率高、结构紧 凑、可靠耐用等优点，因此应用极为广泛，齿轮的需求量也 日益增加。随着科学技术的不断发展，对齿轮传动在圆周速 度和传动精度方面的要求越来越高。因此，齿轮加工在机械 制造业中占有重要的地位。本模块将主要学习有关齿轮的加 工方法和比较典型的加工机床。
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相关知识
(一)齿轮加工机床的工造、锻造、热扎、冲压和切削
加工等。目前，前4种方法的加工精度还不高，精密齿轮主 要靠切削加工。 按形成轮齿的原理，切削齿轮的方法可分为两大类:成型 法和展成法。
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相关知识
1)成型法 成型法用与被加工齿轮齿槽形状相同的成型刀具切削齿轮，
用多齿廓成型刀具加工齿轮可以得到较高的加工精度和生 产率，但要求所用刀具有较高的制造精度且结构复杂，同时 每套刀具只能加工一种模数和齿数的齿轮，所用机床也必须 是特殊结构的，因而成本较高，仅适用于大量生产中。
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相关知识
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
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④衍齿机，主要用于对热处理后的直齿和斜齿圆柱齿轮的 齿廓精加工。衍齿对齿形精度改善不大，主要是降低齿面的 表面粗糙度值。
⑤磨齿机，主要用于淬火后的圆柱齿轮的齿廓精加工。 此外，还有花键轴铣床和车齿机等。 (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、拉齿机和磨齿机等;用于加工弧 齿锥齿轮的机床有弧齿锥齿轮铣齿机、拉齿机和磨齿机等。 此外，齿轮加工机床还包括加工齿轮所需的倒角机、淬火 机和滚动检查机等。
在大批量生产中，也可采用多齿廓成型刀具来加工齿轮， 如用齿轮拉刀、齿轮推刀(见图4-2)或多齿刀盘等刀具同时 加工出齿轮的各个齿槽。
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用多齿刀盘加工直齿圆柱齿轮时(见图4-3)，刀盘3上装 有和被切齿轮2齿数相等的成型切刀1，当工件沿轴向垂直向 上运动时，刀盘3上的各把切刀同时切削工件各个齿槽。当 工件向下做回程运动时，各切刀沿刀盘3径向退出一小段距 离，以防止切刀磨损和擦伤工件已加工表面。工件每次回程 后，各切刀沿刀盘3径向进给一次，使各切刀逐次切入，直 至切出工件全齿高。
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近年来，精密化和数控化的齿轮加工机床迅速发展，各种 CNC齿轮机床、加工中心、柔性生产系统等相继问世，使齿 轮加工精度和效率显著提高。此外，齿轮刀具制造水平和材 料有了很大改进，使切削速度和刀具寿命普遍提高。
(二)滚齿机
滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种，它采用范成 法工作。在滚齿机上，使用齿轮滚刀加工直齿或斜齿外啮合 圆柱齿轮，或用蜗轮滚刀加工蜗轮。用其他非渐开线齿形的 滚刀还可在滚齿机上加工花键轴、链轮等。
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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，在通 用机床上加工齿轮时，由于一般分度头的分度精度不高，会 引起分齿不均匀，以及每加工一个齿槽，工件都需要分度， 同时刀具必须回程一次，所以其加工精度和生产率不高。因 此，单齿廓成型法只适用于单件小批及修配业中加工精度不 高的齿轮。此外，在重型机器制造工业中制造大型齿轮时， 为了使所用刀具及机床的结构比较简单，也常用单齿廓成型 法加工齿轮。
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因此，当齿轮滚刀按给定的切削速度转动时，它在空间便形 成一个以等速移动着的假想齿条，当这个假想齿条与被切齿 轮按一定速比作啮合运动时，便在轮坯上逐渐切出渐开线的 齿形。齿形的形成是由滚刀在连续旋转中依次对轮坯切削的 数条刀刃线包络而成(见图4-5 (b)).
用展成法加工齿轮，可以用同一把刀具加工模数相同的 齿轮，且加工精度和生产效率也较高，因此各种齿轮加工机 床广泛应用这种加工方法，如滚齿机、插齿机和剃齿机等。 此外，多数磨齿机及锥齿轮加工机床也是按展成法原理进行 加工的。