滚齿加工

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(2)插削齿轮(钢件)的走刀次数(见下表)
模数 /mm
2~3 4~6 7~12 14~20 20~30
粗切
1 1 2 3
走刀次数
半精切
精切
1
1
1
1
1
1
1
1
合计 1 2 3 4 5
注:1.插削m >12mm的齿轮,第一次粗走刀时,切削深度取
(1~1.5 )m;对各种模数的齿轮,精走刀时,切削深度均取 (0.5 ~ 0.8)mm,当半精走刀时,取(2 ~ 5)mm。
齿形的有屑加工由于加工精度高,目前仍是
齿形加工的主要方法。常见齿形切削加工方法如 下表。
常见的齿形加工方法
齿形加工方法
刀具
机床
加工精度及使用范围
通常加工6~10级精度齿轮,
最高能达4级。生产率较高,
滚齿 齿轮滚刀 滚齿机 通用性大,常用以加工直齿、
斜齿的外啮合圆柱齿轮和涡

蜗轮


通常能加工7~9级精度齿
轮,最高达6级。生产率角高,
插齿
插齿刀 插齿机 通用性大,适于加工内外啮
合齿轮(包括阶梯齿轮)、
扇形齿轮、齿条等
齿形加工方法


磨齿

刀具
机床
加工精度及使用范围
砂轮
磨齿机
能加工3~7级精度齿轮, 生产率较低,加工成本较高, 多用于齿形淬硬后的精密加 工
齿形加工方案主要取决于齿轮的精度等级、生产 批量和齿轮的热处理方法等。
台回转中心不重合
(1)有关机床、夹具方面: 1)工作台径向跳动大 2)心轴磨损或径向跳动大 3)上下顶针有摆差或松动 4)夹具定位端面与工作台
回转中心线不垂直
5)工件装夹元件,例如垫 圈和螺帽精度不够
(2)有关工件方面:
着眼于控制机床工作台的回转
精度于工件的正确安装
(1)有关机床和夹具方面: 1)检查并修复工作台回转导轨 2)合理使用和保养工件心轴 3)修复后立柱及上顶针的精度 4)切削前,应校正夹具定位端 面的端面跳动。定位端面只准内凹
这种加工方案,生产率高、设备简单、成本低,
广泛用于成批或大批量生产中。
(2)磨齿方案 滚(插)齿——齿端加工——热 处理——修正基准——磨齿。
这种加工方案,生产率低,适用于单件小批量
或淬火厚变形较大的齿轮。
磨齿是目前齿形加工中精度最高、齿面粗糙度
最小的加工方法。因此,5级精度以上齿轮的齿形加 工均采用磨齿方案。
(2)传度运动的平稳性(工作平稳性) 要求齿 轮在一齿转角内的最大转角误差应在规定范围内, 以保证齿轮传动的瞬时传动比的变化量在一定限度 内,从而减少齿轮传动中的振动、冲击和噪声。
(3)齿面接触的均匀性(接触精度) 指齿轮在 传递动力的过程中,为保证载荷分布均匀,要求齿 轮工作时齿面接触要均匀,保证有一定的接触面积 和符合要求的接触位置,以免产生应力集中和齿面 过早磨损,而降低齿轮的使用寿命。
500~1000 0.10~0.14 0.12~0.18
模数
>4~6 >6~8
~100 0.08~0.12 0.10~0.14
工件直径
100~200
200~500
0.10~0.14 0.12~0.17
0.12~0.16 0.14~0.19
500~1000 0.14~0.20 0.18~0.22
注:1.表中所列为双侧剃齿余量 2.采用本表余量必须用剃前滚刀加工齿轮
0.015 0.025
0.010 0.015 0.018 0.020 0.020 0.025
0.02 0.025 0.02 0.025 0.030 0.03 0.035 0.025 0.030 0.040
0.035 0.045
0.040 0.050
0.030 0.040 0.050 0.040 0.050 0.060
3.齿形加工 齿形加工是整个齿轮加工的关键。加工方法
和加工方案的选择必须合理,以确保齿轮的进度 达到要求。
齿形加工方法按加工中有无切屑,可分为有 屑加工和无屑加工。
无屑加工是今年来发展起来的一种新工艺,
它包括热轧、冷轧、精锻和粉末冶金等。无屑加 工具有生产率高、材料消耗少和成本低等优点。 但由于受材料塑性的影响,加工精度还不够高, 目前还未广泛应用。尽管如此,无屑加工方法仍 是齿形加工方法的重要发展方向。
2.当用盘状成形铣刀或指状铣刀粗切时,插齿刀只是完成 半精加工和精加工。
五、滚齿加工常见缺陷及解决方法
缺陷名称 主 要 原 因
解决方法
齿数不正 确
1)跨轮或分度交 1)重新调整跨轮、
换齿轮调整不正 分度交换齿轮,并

检查中间轮加置是
否正确
2)工件毛坯尺寸 2)更换工件毛坯
不正确
3)滚切斜齿轮时,3)增加或减少差动
齿坯加工的主要内容包括齿坯孔和端面、顶尖
孔和外圆轴径(对于轴齿轮)及齿圈外圆的加工, 其加工方案除受齿轮的结构和尺寸影响外,主要取 决于生产类型。
单件小批量生产加工齿坯时,一般是齿坯的孔、
端面、外圆的粗、精加工都在卧式车床上完成。先 车好一端,在调头车另一端。此时,要特别注意使 孔和基准端面的精加工在一次安装中完成,以保证 其相互之间的位置精度。
轴向跳动 F
0.005 0.010
0.015
0.020
(二)滚刀精度的Leabharlann Baidu用(见下表)
齿轮精度 滚刀精度
6~7 AA
7~8 A
8~9 B
10~12 C
注:滚切6级精度以上的齿轮,需设计制造更高精度的滚刀
(三)滚刀工艺参数的选择
(1)高速钢滚刀滚切45钢齿轮常用切削用量 (见下表)
模数 /mm
≤10 >10
齿轮公差组
公差组 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
公差或极限偏差
F’I、F’I’、Fp(FPK)、Fr、Fw fi’、fi’’、ff、fpt、fpb、ff ß 接触斑点
对传动性能的主要影响 传递运动的准确性 传动的平稳性 载荷分布的均匀性
(二)渐开线圆柱齿轮精度 我国颁布的“渐开线圆柱齿轮进度”国家标准
中心对齿轮和齿轮传动规定了个精度等级。精度由 高到低的顺序依次用数字1、2、3 … …12表示。在齿 轮传动中两个齿轮的精度等级一般相同,也允许用 不同的精度等级组合。此外,在标准中按误差的特 性及它们对传动性能的主要影响,将齿轮的各项公 差分成三个组别,分别称公差组Ⅰ、Ⅱ和 Ⅲ。它们 对传动性能的主要影响分别为: Ⅰ——传递运动的 准确性; Ⅱ——传动的平稳性; Ⅲ——载荷分布的 均匀性。
缺陷名称
主要原因
解决方法
4)滚刀用钝
1)滚刀安装不对中 2)滚刀刃磨后,前刀面的径 向误差大 3)滚刀刃磨后,螺旋角或导 程误差大 4)滚刀安装角的误差太大
其是止推垫片 4)更换新刀 1)用“啃刀花:法或对刀规对刀 2)控制滚刀刃磨质量
3)重新调整滚刀的安装角
齿圈径向跳 动超差
工件内孔中心与机床工作
2.齿坯加工 齿形加工前的齿轮加工称为齿坯加工。由于齿坯
的内孔、端面、外圆常作为齿形交给你与测量、齿轮 装配时的基准,所以齿坯的加工精度对整个齿轮的加 工
精度由有重要的影响。此外,齿坯加工在齿轮加工 总工时中占有较大的比例,直接影响到齿轮加工的 生产效率。因此齿坯加工在整个齿轮加工中占有很 重要的地位。
三、滚刀心轴和滚刀的安装要求
(一)滚刀心轴和滚刀的安装要求(见下表)
齿轮精 度等级
5~6 7
8
9
模数/MM
>2.5~10 >1~6 >6 >1~6 >6 >1~6 >6
0.040径向和轴向跳动允差/mm
滚刀心轴
滚刀台肩
A
B
C
D
E
0.005 0.008 0.005 0.010 0.012
0.010 0.020
(4)传动侧隙的合理性 指在齿轮传动的过程中, 非工作齿面应有齿侧间隙,用于贮存润滑油润滑齿 面、补偿齿轮的制造与安装误差以及补偿因温升所 造成的轮齿变形,以免在齿轮工作时出现卡死和烧
伤现象。但对分度齿轮和工作时需要正反转的齿轮, 齿侧间隙要小,以免造成分度误差和换向冲击。
新标准根据齿轮各项加工误差对传动性能的主 要影响,将其分为三个公差组,如下表所示。
7 —— 6 —— 6 G M GB10095-2008 齿厚下偏差
齿厚上偏差
第Ⅲ公差组的精度等级 第Ⅱ公差组的精度等级 第Ⅰ公差组的精度等级
二、圆柱齿轮加工工艺分析
(一)圆柱齿轮加工工艺过程分析 1.定位基准的选择 齿轮的加工精度要求较高,加工较为复杂,因此为保 证加工质量,应尽量按基准重合原则选择齿轮的定位基 准,并且尽可能在整个加工工艺过程中保持基准统一。 对于带孔齿轮,一般选择内孔和一个端面作为定位基 准,准基端面相对内孔的端面圆跳动应符合标准规定。 当生产批量较小,不采用专用心轴以内孔定位时,也可 选择外圆作为定位基准,找正装夹,此时外圆相对内孔 的径向圆跳动要有严格的要求。
(4)滚齿切削液选用 高速钢滚刀加工碳素合金
钢需用由矿物油和植物油合成的切削液,或用由 L-AN油、硫化切削油、油酸、氯化蜡等合成的极 压切削液,可提高滚刀耐用度和降低齿面粗糙度。
四、插削余量及插削用量的选用
(1)精插齿的加工余量(见下表)
精插齿的加工余量
模 数 2 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 m 余 量 0.6 0.75 0.9 1.05 1.2 1.35 1.5 1.7 1.9 2.1 2.2 A
齿轮的精度等级应根据传动的用途、使用条件、 传递功率、圆周速度及经济技术指标等决定。另外,
根据使用要求不同,允许各公差组选用相同的或不
同的精度等级。常用的精度等级是5、6、7、8级。
齿轮传动的侧隙要求需选择适当的齿厚极限偏
差和中心距极限偏差来保证。标准中规定了14种齿
厚偏差,按偏差数值由小到大的顺序依次用字母C、
一、圆柱齿轮的技术要求和 齿轮精度
(一)圆柱齿轮的技术要求
1.圆柱齿轮传动精度要求 齿轮传动质量的好坏,直接影响到整个机器 的工作性能、承载能力和使用寿命。根据齿轮的 使用条件,对齿轮传动主要提出以下四个放卖弄 的要求:
(1)传递运动的准确性(运动精度) 要求齿 轮在一转范围内的转角误差的最大值不能超过规 定值,即要求齿轮在一转传动比的变化量不能超 过一定限度,以保证传递运动准确。
粗切
精切
v/(m/min) fa/(mm/r) v/(m/min) fa/(mm/r)
25~30
1.5~3
30~40
1.0~2.0
12~20
1.2~2.5
15~25
1.0~1.5
注: 1.加工铸铁齿轮,fa可增加20% ~ 30%。 2.加工合金钢齿轮,fa 、v需减少20%左右。 3.用氮化钛涂层滚刀,fa、v可增加50%左右。
D、E … …S表示。
在齿轮零件工件图上应标注齿轮精度等级和齿厚
极限偏差的字母代号。示例如下:
①齿轮的三个公差组精度同为7级,齿厚上偏差
为F,下偏差为L时,写作
7
F
L
GB10095-88
齿厚下偏差
齿厚上偏差
第Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ公差组的等级
②齿轮第Ⅰ公差组精度为7级,第Ⅱ、Ⅲ公差组 精度为6级,齿厚上偏差为G,齿厚下偏差为M时, 写作
附加运动方向不 交换齿轮中的中间


1)滚刀刃磨后, 1)控制滚刀刃磨
刀齿等分性差 质量
2)滚刀轴向窜 2)保证滚刀的安
动大
装精度:同时,安
装滚刀时不能敲击;
垫圈端面平整;螺
母端面要垂直;锥
孔内部应清洁;后
托架装上后,不能
留间隙
3)滚刀径向跳 3)复查机床主轴
动大
的旋转精度,并修
复调整机床前后轴
承,尤
5)装夹元件,垫圈两平面应平
对于8级精度以下的调质齿轮,用滚齿或插齿就 能满足要求。对于8级精度以下的淬火齿轮,可采 用滚(插)齿——齿端加工——热处理——修正内
孔的加工方案。为避免热处理变形对加工精度的 影响,热处理前的齿形加工精度应提高一级。
对于6 ~7级精度的齿轮,有两种加工方案: (1)剃——珩方案 滚(插)齿——齿端加工— —剃齿——热处理——修正基准——珩齿。
(2)走刀次数与滚刀余量的分配(见下表)
模数/mm
≤3 >3 >8
走刀次数
1 2 3
余量分配
—— 留精切齿余量0.5~1 第1次切去1.4~1.6mm, 第2次留余量0.5~1.0mm
(3)滚齿留剃余量(见下表)
模数
≤2 >2~4
~100 0.04~0.08 0.06~0.10
工件直径 100~200 200~500 0.06~0.10 0.08~0.12 0.08~0.12 0.10~0.14
对于轴齿轮,直径尺寸较小时,可选择两顶尖孔
定位;直径尺寸和模数都比较大时,由于自重和切削 力较大,不宜采用顶尖孔定位,可采用轴径和一端面 圆跳动较小的端面定位。
定位基准面的精度对齿轮的加工精度,尤其齿轮
的齿圈径向跳动和齿向精度影响很大。进一步提高基 准的加工精度并不困难,而且需要的成本也不高,因 此,有些工厂将标准规定的齿坯公差缩小,结构在提 高齿轮的加工精度上取得了很好的效果。
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