插齿刀设计
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切齿时，除刀具作切削运动外，还 与工件齿坯作相应的啮合(展成)运 动，被切齿轮齿形是由刀具齿形运 动轨迹包络而成。
特点：这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高， 通用性好，是生产中常用的齿轮刀具 实例：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、加工非渐开线齿形的各种刀具等。
复杂刀具设计
复杂刀具设计
(2)指形齿轮铣刀 指形齿轮铣刀一般用于加工 大模数(m＝8—40mm)的直 齿和斜齿圆柱齿轮。 人字齿轮亦主要是用它来加 工的。对于两列以上的人字 齿轮，指形齿轮铣刀是唯一 的切削工具。 用指形齿轮铣刀加工斜齿和 人字齿圆柱齿轮时，其加工 方法亦不居于成形法。
复杂刀具设计
2．展成齿轮刀具
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
(3)剃齿刀 剃齿刀是一种用于未悴硬齿轮的相加工刀具，一般用来改善 直齿和斜齿渐开线圆柱齿轮的齿形、齿向、齿距(不包括齿距 累积误差)的质量相齿面的粗糙度。
分A、B两个精度等级，分别用来加工6、7级精度的齿轮， 加工的表面粗糙度可达Ra0.8—0.4um。 剃齿刀剃削的模数范围为m＝1—8mm。 剃齿刀的公称分度圆直径有85、180和240mm三种，可根据剃 削齿轮的模数和所使用的机床来选择。 剃齿有很高的生产宰，加工一个齿轮仅需1—3min。
(4)让刀运动
插齿刀在作回程运动时，展成运动是不间断的，为了避免 在回程时擦伤工件齿面，插齿刀在回程前必须退离工件， 而在切削行程前回到原位。
复杂刀具设计
第三节
插齿刀的结构
复杂刀具设计
插齿刀的应用和类型
插齿刀可用来切制直齿、斜齿和人字齿等圆柱齿轮， 能切制齿条和内啮合齿轮，更是它的一个显著特点。 此外，它还经常用于切削其它方法难以加工的带凸肩的 齿轮、阶梯齿轮和无空刀槽的人字齿轮。 插齿不是连续切削，故生产率较低。再则由于刀具受 到分度圆直径尺寸的限制，故不能切制模数较大的齿 轮(最大模数不超过12mm)。
一般取顶刃后角α p＝6º ， 必要时也可取的α p ＝9º ~12º ，以提高刀具耐用度。
复杂刀具设计
(2)侧刃后角
侧刃上任意一点的后角αox规定在正交平面O-O内度量。
侧刃后角不是一个可任选 的独立角度，而是取决于 其它角度的派生角度。
tanox tanb0 sin tan p
tan ox tan p sin x
复杂刀具设计
4. 正前角直齿插齿刀的齿形误差及其修正方法 当γ p＞0时，插齿刀 前刀面制成圆锥面， 圆锥前刀面与齿侧表 面的交线在端面中的 投影就不再是渐开线 了，故使“产形”齿 轮的齿形有了误差， 齿形角变小了(由α 0 变小为α) ，即齿顶变 厚而齿根变薄。 用这种齿形角变小的插齿刀加工出的齿轮齿形必然变小，即 齿顶变厚而齿根被过切，而且缺陷随着顶刃前角γ p和后角α p 的增加而加大，所以齿形误差必须修正。
3. 加工锥齿轮的刀具：
(1)加工直齿锥齿轮的刀具：成形铣刀、成对刨刀和成对盘铣刀 (2)加工弧齿锥齿轮的刀具：铣刀盘(格里申刀盘) (3)加工摆线齿锥齿轮的刀具：端铣刀盘(奥利康刀盘)
复杂刀具设计
二、按齿形形成原理分 1．成形齿轮刀具 特点：成形齿轮刀具的切削刃廓形与被加工直齿齿轮端剖面内 的槽形相同。 常用的有：盘形齿轮铣刀、指形齿轮铣刀、齿轮拉刀、插齿刀盘等 用盘形或指形齿轮铣刀加工斜齿轮时，被加工齿槽任何剖面 中的形状并不和刀具齿形相同，被加工齿轮齿面任何一处的 形状都不是由刀具的一个刀齿切成的，而是由刀具若干刀齿 齿形运动轨迹包络而成，这种加工方法称为无瞬心包络法 由于其刀具结构与成形铣刀相同，故将此类齿轮加工刀具 归于成形齿轮刀具中。
复杂刀具设计
(1)盘形齿轮铣刀
从机械原理中可知，两个齿轮 即使模数和压力角分别相等， 如果齿数不同，则它们的基圆 就不同，不同的基圆所形成的 渐开线齿形也就不同。因此， 用成形法切制齿轮要得到较高 精度，就必须在切制不同模数、 不同压力角以及不同齿数的齿 轮时，设计与其齿形相同的专 门铣刀。这样做不仅是不经济 的，而且在技术和管理上也非 常麻烦。
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。
复杂刀具设计
第五章
插齿刀设计
复杂刀具设计
第一节
概
述
复杂刀具设计
齿轮是各种机械产品中应用最为广泛的传动零件。 齿轮加工又是机械制造的重要组成部分。 目前全世界每年对齿轮的需求量约为1—2百亿件，其中 80%是直径为30—300mm、模数为2—5mm的齿轮。 尽管齿轮加工方法种类繁多，但绝大部分齿轮是用各种齿 轮刀具在与其相适应的机床上切削出来的，其中又以滚齿 应用最为广泛，其次为插齿。
复杂刀具设计
修正方法是预先加大插齿刀的齿形角，可按下式进行：
tan tan 0 1 tan p tan p
复杂刀具设计
第五节 外啮合直齿插齿 刀加工齿轮时的校验
复杂刀具设计
第一项校验：校验被加工的齿轮副啮合时是否发生过度曲线干涉 第二项校验：校验齿轮是否被根切 第三项校验：校验齿轮是否被顶切
复杂刀具设计
2. 直齿插齿刀的后角 (1)顶刃后角 顶刃后角α p规定在通过插齿刀轴 线的轴剖面内度量。
ห้องสมุดไป่ตู้
顶刃后角的大小影响着侧刃后角的大小。
tanox tanb0 sin tan p
顶刃后角适当增大，可减少刀具的磨损和降低被切齿轮齿面 的粗糙度，但顶刃后角过大会增大插齿刀产形齿轮的齿形误 差和减少重磨次数。
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
复杂刀具设计
剃齿刀有齿条形、盘形和 蜗杆形等数种， 目前生产中使用的主要是 盘形剃齿刀
闭槽型:m≥1.25
通槽型:m≤1.5
复杂刀具设计
第二节
插齿基本原理
复杂刀具设计
1．展成法插齿
插齿是基于平行轴圆柱齿轮啮合原理插削齿轮的方法。 插齿刀实质上是一个大端面成锥面的锥度齿轮。
如下图所示，插齿时插齿刀和工件按两者的齿数比作 旋转运动，与此同时插齿刀沿其轴向作直线运动， 向下为切削行程，向上为空行程。 插齿刀切削刃向下运动过程中所形成的表面就是与被切 齿轮啮合的产形齿轮表面，产形齿轮的模数和齿形角均 与被切齿轮相同。
* h ( h 齿根高(相对于分度圆柱面) f0 f 0 0 )m
顶圆半径
z0 * ra 0 ( ha 0 0 )m 2
rf 0 ( z0 h* f 0 0 )m 2
根圆半径
1.25 h h 1.30
* a0 * f0
(m 4, 20) (m 4, 20)
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。
侧刃前角γox也不是一个任选 的独立角度，它与侧刃后角 一样是一个取决于其它角度 的派生角度。
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。
(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
' s0 s0 20m tan ' s0 s0 2a tan0
变位系数
a tan 0 0 m tan
tan p
顶刃后角
0m
a
侧后刀面分圆柱螺旋角
tan0 tan tan p
复杂刀具设计
插齿刀任意端剖面中的齿形尺寸：
* h ( h 齿顶高(相对于分度圆柱面) a0 a 0 0 )m
(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。
如何才能解决呢？
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
复杂刀具设计
2．插齿运动要素
加工直齿轮时，插削过程有下列运动： (1)主运动 插齿的主运动是插齿刀沿其轴向所作的直线运动。 在一般立式插齿机上，刀具垂直向下为切削工作行程，向 上为空行程。插齿刀的切削速度是其向下运动的线速度， 它和插齿刀每分钟往复行程次数N0的关系为：
复杂刀具设计
复杂刀具设计
1．直齿插齿刀的后面及后角 插齿刀的每个刀齿有三条切削刃：
一条顶刃、两条侧刃 插齿刀的每个刀齿有三个后面： 一个顶后面、两个侧后面
由于顶刃要有后角，所以顶后面做成圆锥形、 顶圆直径从前端向后逐渐减小
由于侧刃也要有后角，所以其分圆齿厚也是由前端向后逐渐减小
复杂刀具设计
插齿刀的使用要求：重磨后切制出的齿轮要与重磨前切制出 的齿轮有相同的渐开线齿形。 根据齿轮啮合原理可知：要满足以上要求，重磨后的插齿 刀所产生的“产形齿轮”必须仍是与重磨前同一基圆的渐 开线齿轮。
复杂刀具设计
知识点与复习题
1. 插齿刀的齿侧表面是何种表面？为什么要使用这种表面？ 2. 插齿刀的变位系数如何确定？ 3. 会标注直齿插齿刀的顶刃前角和顶刃后角。 4. 会标注直齿插齿刀的三条切削刃和三个后面。 5. 制造时，为什么要修正插齿刀的齿形角？如何修正？ 6. 选用外齿轮插齿刀时，需要进行哪些验算？
特点：这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高， 通用性好，是生产中常用的齿轮刀具 实例：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、加工非渐开线齿形的各种刀具等。
复杂刀具设计
复杂刀具设计
(2)指形齿轮铣刀 指形齿轮铣刀一般用于加工 大模数(m＝8—40mm)的直 齿和斜齿圆柱齿轮。 人字齿轮亦主要是用它来加 工的。对于两列以上的人字 齿轮，指形齿轮铣刀是唯一 的切削工具。 用指形齿轮铣刀加工斜齿和 人字齿圆柱齿轮时，其加工 方法亦不居于成形法。
复杂刀具设计
2．展成齿轮刀具
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
(3)剃齿刀 剃齿刀是一种用于未悴硬齿轮的相加工刀具，一般用来改善 直齿和斜齿渐开线圆柱齿轮的齿形、齿向、齿距(不包括齿距 累积误差)的质量相齿面的粗糙度。
分A、B两个精度等级，分别用来加工6、7级精度的齿轮， 加工的表面粗糙度可达Ra0.8—0.4um。 剃齿刀剃削的模数范围为m＝1—8mm。 剃齿刀的公称分度圆直径有85、180和240mm三种，可根据剃 削齿轮的模数和所使用的机床来选择。 剃齿有很高的生产宰，加工一个齿轮仅需1—3min。
(4)让刀运动
插齿刀在作回程运动时，展成运动是不间断的，为了避免 在回程时擦伤工件齿面，插齿刀在回程前必须退离工件， 而在切削行程前回到原位。
复杂刀具设计
第三节
插齿刀的结构
复杂刀具设计
插齿刀的应用和类型
插齿刀可用来切制直齿、斜齿和人字齿等圆柱齿轮， 能切制齿条和内啮合齿轮，更是它的一个显著特点。 此外，它还经常用于切削其它方法难以加工的带凸肩的 齿轮、阶梯齿轮和无空刀槽的人字齿轮。 插齿不是连续切削，故生产率较低。再则由于刀具受 到分度圆直径尺寸的限制，故不能切制模数较大的齿 轮(最大模数不超过12mm)。
一般取顶刃后角α p＝6º ， 必要时也可取的α p ＝9º ~12º ，以提高刀具耐用度。
复杂刀具设计
(2)侧刃后角
侧刃上任意一点的后角αox规定在正交平面O-O内度量。
侧刃后角不是一个可任选 的独立角度，而是取决于 其它角度的派生角度。
tanox tanb0 sin tan p
tan ox tan p sin x
复杂刀具设计
4. 正前角直齿插齿刀的齿形误差及其修正方法 当γ p＞0时，插齿刀 前刀面制成圆锥面， 圆锥前刀面与齿侧表 面的交线在端面中的 投影就不再是渐开线 了，故使“产形”齿 轮的齿形有了误差， 齿形角变小了(由α 0 变小为α) ，即齿顶变 厚而齿根变薄。 用这种齿形角变小的插齿刀加工出的齿轮齿形必然变小，即 齿顶变厚而齿根被过切，而且缺陷随着顶刃前角γ p和后角α p 的增加而加大，所以齿形误差必须修正。
3. 加工锥齿轮的刀具：
(1)加工直齿锥齿轮的刀具：成形铣刀、成对刨刀和成对盘铣刀 (2)加工弧齿锥齿轮的刀具：铣刀盘(格里申刀盘) (3)加工摆线齿锥齿轮的刀具：端铣刀盘(奥利康刀盘)
复杂刀具设计
二、按齿形形成原理分 1．成形齿轮刀具 特点：成形齿轮刀具的切削刃廓形与被加工直齿齿轮端剖面内 的槽形相同。 常用的有：盘形齿轮铣刀、指形齿轮铣刀、齿轮拉刀、插齿刀盘等 用盘形或指形齿轮铣刀加工斜齿轮时，被加工齿槽任何剖面 中的形状并不和刀具齿形相同，被加工齿轮齿面任何一处的 形状都不是由刀具的一个刀齿切成的，而是由刀具若干刀齿 齿形运动轨迹包络而成，这种加工方法称为无瞬心包络法 由于其刀具结构与成形铣刀相同，故将此类齿轮加工刀具 归于成形齿轮刀具中。
复杂刀具设计
(1)盘形齿轮铣刀
从机械原理中可知，两个齿轮 即使模数和压力角分别相等， 如果齿数不同，则它们的基圆 就不同，不同的基圆所形成的 渐开线齿形也就不同。因此， 用成形法切制齿轮要得到较高 精度，就必须在切制不同模数、 不同压力角以及不同齿数的齿 轮时，设计与其齿形相同的专 门铣刀。这样做不仅是不经济 的，而且在技术和管理上也非 常麻烦。
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。
复杂刀具设计
第五章
插齿刀设计
复杂刀具设计
第一节
概
述
复杂刀具设计
齿轮是各种机械产品中应用最为广泛的传动零件。 齿轮加工又是机械制造的重要组成部分。 目前全世界每年对齿轮的需求量约为1—2百亿件，其中 80%是直径为30—300mm、模数为2—5mm的齿轮。 尽管齿轮加工方法种类繁多，但绝大部分齿轮是用各种齿 轮刀具在与其相适应的机床上切削出来的，其中又以滚齿 应用最为广泛，其次为插齿。
复杂刀具设计
修正方法是预先加大插齿刀的齿形角，可按下式进行：
tan tan 0 1 tan p tan p
复杂刀具设计
第五节 外啮合直齿插齿 刀加工齿轮时的校验
复杂刀具设计
第一项校验：校验被加工的齿轮副啮合时是否发生过度曲线干涉 第二项校验：校验齿轮是否被根切 第三项校验：校验齿轮是否被顶切
复杂刀具设计
2. 直齿插齿刀的后角 (1)顶刃后角 顶刃后角α p规定在通过插齿刀轴 线的轴剖面内度量。
ห้องสมุดไป่ตู้
顶刃后角的大小影响着侧刃后角的大小。
tanox tanb0 sin tan p
顶刃后角适当增大，可减少刀具的磨损和降低被切齿轮齿面 的粗糙度，但顶刃后角过大会增大插齿刀产形齿轮的齿形误 差和减少重磨次数。
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
复杂刀具设计
剃齿刀有齿条形、盘形和 蜗杆形等数种， 目前生产中使用的主要是 盘形剃齿刀
闭槽型:m≥1.25
通槽型:m≤1.5
复杂刀具设计
第二节
插齿基本原理
复杂刀具设计
1．展成法插齿
插齿是基于平行轴圆柱齿轮啮合原理插削齿轮的方法。 插齿刀实质上是一个大端面成锥面的锥度齿轮。
如下图所示，插齿时插齿刀和工件按两者的齿数比作 旋转运动，与此同时插齿刀沿其轴向作直线运动， 向下为切削行程，向上为空行程。 插齿刀切削刃向下运动过程中所形成的表面就是与被切 齿轮啮合的产形齿轮表面，产形齿轮的模数和齿形角均 与被切齿轮相同。
* h ( h 齿根高(相对于分度圆柱面) f0 f 0 0 )m
顶圆半径
z0 * ra 0 ( ha 0 0 )m 2
rf 0 ( z0 h* f 0 0 )m 2
根圆半径
1.25 h h 1.30
* a0 * f0
(m 4, 20) (m 4, 20)
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。
侧刃前角γox也不是一个任选 的独立角度，它与侧刃后角 一样是一个取决于其它角度 的派生角度。
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。
(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
' s0 s0 20m tan ' s0 s0 2a tan0
变位系数
a tan 0 0 m tan
tan p
顶刃后角
0m
a
侧后刀面分圆柱螺旋角
tan0 tan tan p
复杂刀具设计
插齿刀任意端剖面中的齿形尺寸：
* h ( h 齿顶高(相对于分度圆柱面) a0 a 0 0 )m
(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。
如何才能解决呢？
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
复杂刀具设计
2．插齿运动要素
加工直齿轮时，插削过程有下列运动： (1)主运动 插齿的主运动是插齿刀沿其轴向所作的直线运动。 在一般立式插齿机上，刀具垂直向下为切削工作行程，向 上为空行程。插齿刀的切削速度是其向下运动的线速度， 它和插齿刀每分钟往复行程次数N0的关系为：
复杂刀具设计
复杂刀具设计
1．直齿插齿刀的后面及后角 插齿刀的每个刀齿有三条切削刃：
一条顶刃、两条侧刃 插齿刀的每个刀齿有三个后面： 一个顶后面、两个侧后面
由于顶刃要有后角，所以顶后面做成圆锥形、 顶圆直径从前端向后逐渐减小
由于侧刃也要有后角，所以其分圆齿厚也是由前端向后逐渐减小
复杂刀具设计
插齿刀的使用要求：重磨后切制出的齿轮要与重磨前切制出 的齿轮有相同的渐开线齿形。 根据齿轮啮合原理可知：要满足以上要求，重磨后的插齿 刀所产生的“产形齿轮”必须仍是与重磨前同一基圆的渐 开线齿轮。
复杂刀具设计
知识点与复习题
1. 插齿刀的齿侧表面是何种表面？为什么要使用这种表面？ 2. 插齿刀的变位系数如何确定？ 3. 会标注直齿插齿刀的顶刃前角和顶刃后角。 4. 会标注直齿插齿刀的三条切削刃和三个后面。 5. 制造时，为什么要修正插齿刀的齿形角？如何修正？ 6. 选用外齿轮插齿刀时，需要进行哪些验算？