齿轮齿形加工方法
齿轮齿形加工方法
3
应用范围
适用于高精度、高表面质量的齿轮齿形加工，如 航空航天、精密仪器等行业的齿轮制造。
电子束加工技术
原理
01
利用高能电子束对齿轮材料进行熔化、汽化或达到燃点，从而
实现齿轮齿形的加工。
特点
02
加工精度高、表面质量好、热影响区小；但设备成本和维护成
本较高，需要在真空环境下进行。
应用范围
03
适用于高精度、高表面质量、难加工材料的齿轮齿形加工，如
特点
加工精度高，表面质量好，但生 产效率较低，成本较高。
应用范围
适用于高精度齿轮的加工，如汽 车、航空等领域的齿轮传动件。
03 特种齿轮齿形加工技术
电解加工技术
原理
应用范围
利用电化学反应去除金属材料，通过 控制电流、电压和电解液等参数实现 齿轮齿形的精确加工。
适用于大批量、高效率的齿轮齿形加 工，如汽车、摩托车等行业的齿轮制 造。
加工特点
齿轮齿形加工具有高精度、高效率、高自动化程度等特点。 随着数控技术和刀具材料的不断发展，齿轮齿形加工的精度 和效率不断提高，能够满足各种复杂齿形的加工需求。
应用领域与市场需求
应用领域
齿轮齿形加工广泛应用于机械、汽车、航空、航天、船舶、电力、冶金等领域。各种机械设备中的传动系统都离 不开齿轮，因此齿轮齿形加工的市场需求非常大。
01
加工工艺影响
分析齿轮加工工艺对加工质量的影响，优化工艺参数和加工流程，提高
加工精度和效率。
02
刀具磨损影响
研究刀具磨损对齿轮齿形加工质量的影响规律，合理选择刀具材料和切
削参数，减少刀具磨损。
03
热处理变形影响
针对热处理过程中齿轮的变形问题，改进热处理工艺，减少齿轮变形，
第三讲齿轮加工方法
2.5.万能滚齿机的工作循环
2.6. 滚齿的先进技术
1) 多头滚刀滚齿。一般双头滚刀可提高效率40％，三头滚刀可提高效率 约50％，但滚刀各头之间的偏差影响齿轮的齿向精度。
2) 硬齿面滚齿技术。也称刮削加工。如与珩齿结合可部分代替磨齿，费 用仅为磨齿的1/3，效率比普通磨齿提高1～5倍，滚切精度可达到6级。
第三章 齿面加工方法
一、概述 二、滚齿 三、插齿 四、剃齿 五、珩齿 六、磨齿
一、齿轮加工方法概述
1. 制齿方法分类
铣削
精铸法
冷/热轧齿 无屑加 工方法 冷挤压法 切制法
成形法
磨削 拉齿 插齿 滚齿 剃齿 珩齿 磨齿 研齿
粉末冶金
精锻法
范成法 (展成法 共轭法 包络法)
2. 齿轮加工的一般工艺方案
2.7. 滚齿机概况
• 国产滚齿机型号示例：
滚齿机分类特点
普通型滚齿机(如Y38型)—7级，Ra3.2 按加工精 度分 精密滚齿机(如Y3150E型) —5级，Ra1.6 高精度滚齿机(如YGA31125)—4级，Ra1.25
立式滚齿机（如Y38型) 按结构分 卧式滚齿机（如Y3663型)
2.8. 滚刀制齿原理、分类特点
5) 调质齿轮>16应在调质前粗切齿，以确保轮齿达到图纸规 定的硬度。
2.10. 滚齿加工注意事项
6) 尽可能使齿坯直径比滚齿机工作台直径小80%，超出此范 围时应适当降低切削用量。 7) 滚齿机各种挂轮应保持清洁，调整挂轮间隙时只允许用紫 铜棒敲打挂轮架，严禁敲打挂轮，挂轮间隙以0.10mm～ 0.15mm为宜。 8) 齿坯找正时严禁在夹紧螺栓紧固的情况下，用重锤猛力敲 打。齿坯的夹紧螺栓严禁以梯形螺母拉紧工作台梯形槽进行 紧固。 9) 硬质合金滚刀、钴高速钢滚刀严禁粗加工中使用，使用硬 质合金滚刀精加工时，每次走刀齿面单面切削厚度不能超过 0.20mm。
齿轮成型方式
齿轮成型方式
齿轮是机械传动系统中不可或缺的组成部分，而齿轮的成型方式则直
接影响着齿轮的质量和性能。
目前常见的齿轮成型方式主要有以下几种：
1. 铸造法
铸造法是一种较为常见的齿轮成型方式，其优点在于可以制造大尺寸、复杂形状的齿轮，并且生产效率高。
不过，铸造法制造出来的齿轮表
面质量较差，需要进行后续加工才能达到要求。
2. 锻造法
锻造法是通过将金属材料加热至一定温度后施加压力，使其形成所需
形状的工艺。
相比于铸造法，锻造法制造出来的齿轮表面质量更好、
强度更高，并且不易产生气孔等缺陷。
但是锻造法需要使用专门设备
进行加工，生产成本也较高。
3. 切削法
切削法是通过机床等设备对金属材料进行切削、磨削等加工方式来制
作出所需形状和精度的齿轮。
切削法可以制作出高精度、高质量的齿轮，并且可以适应不同的齿轮形状和尺寸。
但是切削法需要进行多次加工，加工时间较长，生产效率较低。
4. 塑性成型法
塑性成型法是指通过将金属材料在一定温度下施加压力，使其变形成所需形状的工艺。
塑性成型法可以制造出高强度、高精度的齿轮，并且生产效率较高。
但是该方法需要使用专门设备进行加工，生产成本也较高。
总之，不同的齿轮成型方式各有优缺点，在实际应用中需要根据具体情况进行选择。
同时，随着技术的不断发展和进步，相信未来会有更多更先进、更高效的齿轮成型方式出现。
齿轮齿形的加工工艺
铣齿机
用于加工各种类型的齿轮 ，包括直齿、斜齿和人字 齿。
刀具
滚刀
用于切削齿轮的齿槽。
插刀
用于切削直齿和斜齿圆柱齿轮。
铣刀
根据齿轮类型选择不同种类的铣刀。
量具与测量设备
千分尺
用于测量齿轮的尺寸精度和形位公差 。
杠杆表
光学显微镜
用于检测齿轮表面粗糙度和微观缺陷 。
用于测量齿轮的跳动量和齿距偏差。
03 齿轮齿形加工工艺方法
铣齿工艺
总结词
高效加工大型齿轮
详细描述
铣齿工艺是一种通过铣刀在齿轮毛坯上切削，形成齿形的加工方法。它适用于 加工大型齿轮，具有较高的生产效率和加工精度。
插齿工艺
总结词
适合加工直齿圆柱齿轮
详细描述
插齿工艺是利用插齿刀在齿轮毛坯上切削，形成直齿圆柱齿轮齿形的加工方法。 它具有切削速度快、加工精度高的特点，广泛应用于直齿圆柱齿轮的加工。
1.D 磨削工序同样用于提高齿轮的精度和表面光
洁度，而热处理则用于提高齿轮的硬度和抗 疲劳性能。同时，航空齿轮还需要进行一系 列的强度和疲劳试验，以确保其可靠性。
谢谢聆听
切削液的使用与管理
总结词
切削液在齿轮加工中起到冷却、润滑和清洗的作用，对提高加工质量和效率具有重要意 义。
详细描述
切削液的使用和管理需要注意以下几点：首先，要选择合适的切削液品种和浓度，以满 足加工要求；其次，要定期更换切削液，保持切削液的清洁度和浓度；最后，要采用一 些先进的切削液管理技术，如切削液过滤技术、切削液回收利用技术等，提高切削液的
磨削工序同样用于提高 齿轮的精度和表面光洁 度，而热处理则用于提 高齿轮的硬度和抗疲劳 性能。
航空齿轮加工工艺实例
齿轮齿形加工方法
齿轮齿形加工方法齿轮齿形加工是指通过加工方法将齿轮的齿形加工成符合要求的形状。
齿轮是机械传动中常见的元件，其作用是通过齿与齿的啮合传递运动和力量。
而齿形的加工质量直接影响到齿轮的传动效率和使用寿命。
下面将介绍几种常见的齿轮齿形加工方法。
1. 刀具齿轮加工法刀具齿轮加工法是指使用带有加工刃齿的刀具进行齿轮的齿形加工。
这种方法根据齿轮的齿数、模数等参数，确定刀具的齿数和齿型，然后使用刀具与齿轮进行啮合，通过切削的方式将齿轮的齿形加工成所需的形状。
刀具齿轮加工法可以分为滚刀加工法、滑刀加工法和螺旋刀加工法等多种类型。
2. 模切齿轮加工法模切齿轮加工法是指使用专门的齿模进行齿轮的齿形加工。
齿模是一种专用的工具，其齿形与所要加工的齿轮齿形相对应。
在模切齿轮加工中，齿模和齿轮之间进行啮合，通过挤压的方式将齿轮的齿形加工成所需的形状。
这种加工方法适用于中小模数的齿轮加工。
3. 锥齿轮加工法锥齿轮加工法是指对锥齿轮进行齿形加工的方法。
锥齿轮是一种齿轮，其齿轴与母线呈一定角度。
它的齿形加工与普通齿轮略有不同。
在锥齿轮加工中，可以使用刀具齿轮加工法或模切齿轮加工法进行加工。
同时，由于锥齿轮的特殊性，还需要控制啮合角、啮合偏距等参数，以确保齿轮的传动效果。
4. 磨削齿轮加工法磨削齿轮加工法是指通过磨削的方式进行齿轮的齿形加工。
磨削齿轮加工法可以分为外圆磨削和齿顶磨削两种类型。
外圆磨削是指将齿轮放在磨削机上，通过砂轮的旋转和移动，对齿轮进行磨削，将齿轮的齿形加工成所需的形状。
齿顶磨削是指将齿顶进行磨削，以修正齿轮的齿形误差。
5. 其他齿轮加工方法除了上述几种常见的齿轮齿形加工方法外，还有一些其他的齿轮加工方法，如电火花加工、激光加工等。
电火花加工是指通过电脉冲将电极与齿轮啮合，通过电弧放电将齿轮的齿形加工成所需的形状。
激光加工是指利用激光束对齿轮进行加工，通过激光的热效应将齿轮的齿形加工成所需的形状。
总的来说，齿轮齿形加工方法有很多种，选择合适的加工方法取决于具体的齿轮形状、加工要求和工件材料。
齿轮加工方法
当加工模数大于8mm的齿轮时，采用指状铣刀进行加工。
铣削斜齿圆柱齿轮必须在万能铣床进行。
铣削时工作台偏转一个角度，使其等于齿轮的螺旋角β，工件在随工作台进给的同时，由分度头带动作附加旋转一形成螺旋齿槽。
齿轮加工的关键是齿面加工。
目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和齿轮磨削加工。
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，效率一般比较低。
按照加工原理，齿面加工可以分为成形法和展成法两大类。
成形法成形法是利用与被加工齿轮的齿槽断面形状一致的刀具，在齿坯上加工出齿面的方法。
成形铣削一般在普通铣床上进行。
点击动画能帮助你进一步理解。
铣削时工件安装在分度头上，铣刀旋转对工件进行切削加工，工作台直线进给运动，加工完一个齿槽，分度头将工件转过一个齿，再加工另一个齿槽，依次加工出所有齿槽。
展成法展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮副（齿条-齿轮或齿轮-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。
下面以滚齿加工为例加以进一步说明。
在滚齿机上滚齿加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮互相啮合运动的过程，如图所示，只是其中一个斜齿轮的齿数极少，且分度圆上的螺旋升角也很小，所以它便成为如图所示的蜗杆。
再将蜗杆开槽并铲背、淬火、刃磨，便成为齿轮滚刀如图中的齿轮滚刀。
一般齿轮滚刀的法向截形状近似齿条形状，如图所示，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v移动着的假想齿条，当这个假想齿条与被切齿轮按一定传动比作啮合运动时，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。
用展成法加工齿轮，可以用一把刀具加工同一模数不同齿数的齿轮，且加工精度和生产率也较高，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、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。
齿轮加工最常用的方法
齿轮加工最常用的方法齿轮加工是制造机械装置中常见的一种方法，用于产生传动和改变转速的效果。
齿轮加工的最常用方法有：铣削、车削、磨削和切削。
铣削是一种以刀具转动为主要运动形式，以工件或刀具直线运动为辅助运动形式的切削加工方法。
它是将工件固定在工作台上，通过铣刀的旋转进行切削加工。
在齿轮加工中，通常采用直齿铣刀进行铣削。
首先在铣床上安装好工件和刀具，通过控制工作台和刀具的运动，使铣刀逐渐将工件上的材料切除，形成所需的齿轮轮廓。
这种方法适用于制造直齿齿轮和斜齿齿轮。
车削是一种以工件旋转为主要运动形式，以刀具直线运动为辅助运动形式的切削加工方法。
它是将工件固定在工作台上，通过刀具的进给和主轴的高速旋转进行切削加工。
在齿轮加工中，通常采用刀具切削工件的外表面来形成齿轮的齿廓。
首先在车床上安装好工件和刀具，通过控制进给和主轴转速，使刀具逐渐将工件上的材料切削，形成所需的齿轮轮廓。
这种方法适用于制造齿轮齿廓不规则或具有特殊齿形的齿轮。
磨削是一种通过磨粒切削工件的方法，用于制造高精度的齿轮。
它是将工件和砂轮固定在磨床上，通过砂轮的旋转和进给运动进行磨削加工。
在齿轮加工中，通常采用磨盘磨削法进行磨削。
首先在磨床上安装好工件和砂轮，通过控制砂轮的旋转和进给运动，使砂轮逐渐将工件上的材料磨削掉，形成所需的齿轮轮廓。
这种方法适用于制造高精度和高质量的齿轮。
切削是一种通过工具的切削作用将工件上的材料逐渐切削掉来形成所需的齿轮轮廓的方法。
切削齿轮通常采用带刀片的专用机床进行加工。
在切削加工中，工件和刀具都具有相对运动，通过刀具的切削作用将工件上的材料切削掉，形成所需的齿轮轮廓。
这种方法适用于制造大型和高精度的齿轮。
除了上述常见的齿轮加工方法外，还有其他一些特殊的加工方法，如激光加工、电火花加工、电子束加工等。
这些方法通常用于制造特殊形状或特殊材料的齿轮。
总之，齿轮加工的最常用方法包括铣削、车削、磨削和切削。
根据不同的需求和工件的要求，选择合适的加工方法可以提高齿轮的质量和精度。
齿轮滚齿加工的基本过程
齿轮滚齿加工的基本过程一、切削运动齿轮滚齿加工的基本运动包括切削运动和展成运动。
切削运动由主轴的旋转运动产生，这个旋转运动将切削刀具带入啮合状态，从而实现对齿轮齿形的切削。
二、切削齿廓在齿轮滚齿加工中，切削刀具的形状决定了最终齿轮的齿廓。
常用的切削刀具有剃刀、滚刀等，这些刀具可以根据具体的加工需求进行选择。
通过调整切削刀具的参数，可以实现对齿轮齿廓的精确控制。
三、切削用量切削用量包括切削深度、切削速度和进给速度三个要素。
切削深度决定了加工出的齿轮厚度，切削速度决定了加工效率，进给速度则决定了加工精度。
在实际加工过程中，需要根据材料、刀具和加工要求等因素综合考虑，选择合适的切削用量。
四、切削方式齿轮滚齿加工的切削方式有顺铣和逆铣两种。
顺铣是指切削刀具的旋转方向与主轴的旋转方向相同，而逆铣是指切削刀具的旋转方向与主轴的旋转方向相反。
两种切削方式各有优缺点，应根据具体情况进行选择。
五、切削液切削液在齿轮滚齿加工中起着冷却和润滑的作用。
它可以减小切削过程中的摩擦，降低切削温度，减少刀具磨损，提高加工精度和效率。
常用的切削液有油类、乳化液等。
六、齿面粗糙度齿面粗糙度是评价齿轮质量的重要指标之一。
通过优化滚齿加工参数，如切削用量、切削方式等，可以有效降低齿面粗糙度，提高齿轮的传动平稳性和使用寿命。
七、精度等级齿轮滚齿加工的精度等级根据不同的标准可以分为不同的等级，如ISO标准和DIN标准。
精度等级越高，齿轮的加工精度要求越高，加工难度也越大。
在选择精度等级时，应根据实际需求和生产条件进行综合考虑。
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。
机械制造基础第十二章 齿轮加工.
齿形加工比较复杂，按原理分为成形法和展成法
（也叫范成法和包络法）两种。
成形法是用与被切齿轮齿槽法向截面形状相符的
成形刀具切出齿形的方法。
展成法则是利用齿轮刀与被切齿轮的啮合运动，
在专用齿轮加工机床上切出齿形的方法。
二 齿形加工方法
1铣齿
铣齿属于成形法加工，是一种粗加工。
铣齿的主运动是铣刀的旋转，进给运动是齿轮坯
轴向进行的垂直移动。
（2）滚齿的特点与应用
加工精度高：插、滚齿IT8-7，铣齿IT12-9（插齿
和滚齿相当，且都比铣齿高）。
齿面粗糙度小：Ra3.2～0.6μm。
生产效率高：滚齿高于插齿，更高于铣齿。 滚齿主要用于加工各种批量的直齿或斜齿外圆柱
齿轮、蜗轮。不能加工内齿轮和相距很近的多联 齿轮。
3磨齿
磨齿是用砂轮在磨齿机上加工高精度齿形的方法。
磨齿具有加工精度高（可达IT6～4级）、齿面粗
糙度低（Ra值0.4～0.2μm）的特点。
磨齿有成形法磨齿和展成法磨齿两种，可以磨削
淬火或未淬火的齿轮。 成形法磨齿生产率较高，但精度较低（IT6～5）。 展成法磨齿生产率较低，但精度较高（IT6～4）。
机械制造基础
第十二章 齿轮加工
黄石理工学院
一 齿轮及加工概述
齿轮是重要的机械零件，为了保证其运转精确、
平稳可靠，必须采用合适的齿形曲线。最常用的 齿形曲线是渐开线，此外还有摆线和圆弧。
齿轮的加工包括两个部分：齿坯加工、齿形加工。 齿坯加工采用通用的方法：铸件或锻件，车削加
工（单件或小批量）或钻孔-拉孔-多刀车削（大 批量）。
（2）铣齿的特点与应用
铣齿的误差：齿形误差和分齿误差。 铣齿可以加工直齿、斜齿、人字齿圆柱齿轮，也
圆柱齿轮齿形加工方法的选用
生产率
设备
应用范围
较插齿、滚齿低
高
一般较滚齿低
较高 高
很高 成形法 高于展成法
普通铣床
拉床
插齿机 滚齿机 剃齿机 珩齿机
单件修配生产中，加工低精 度外圆柱齿轮、锥齿轮、蜗 轮
大批量生产7级精度的内齿轮， 因外齿轮拉刀制造甚为复杂， 故少用
单件成批生产中，加工中等 质量的内外圆柱齿轮、多联 齿轮
加工精度可达到6～7级，可使表面粗糙度Ra值从 1.25 ～ 2.5 减小到0.16 ～ 1.25 。
生产率高、设备简单、成本低，在成批和大批生产中 广泛采用。
圆柱齿轮齿形加工方法的选用
（1）珩齿加工原理
珩齿加工原理与剃齿相似，所不同的是开车后一次 径向进给到预定位置，故开始时齿面压力较大，随后逐 渐减小，直到压力消失时珩齿便结束。
按磨齿的原理可分为成形法与展成法两类，生产 中多用展成法磨齿。
磨齿原理
圆柱齿轮齿形加工方法的选用
（2）磨齿特点
1） 加工精度高，一般条件下磨齿精度为4～6级，表面 粗糙度Ra值为0.4～0.8 。 2）可以加工表面硬度很高的齿轮。 3）磨齿加工效率低，机床复杂、加工成本较高.
主要应用于齿轮精度要求很高的单件小批生产场合。
圆柱齿轮齿形加工方法的选用
插齿与滚齿应用区别
➢ 插齿的齿向误差比滚齿大，运动精度比滚齿差。 ➢ 对运动精度要求较高的齿轮，则用滚齿较为有利。 ➢插齿加工方法主要适用于加工中小模数的直齿轮、 也能加工斜齿轮及人字齿轮，特别适合加工内齿轮及 齿圈间距很小的双联或三联齿轮。
圆柱齿轮齿形加工方法的选用
3、剃齿
珩齿过程具有磨、剃、抛光等几种精加工的综合性 质。珩磨轮做成齿轮式来直接加工直齿和斜齿圆柱齿轮。
齿轮加工
图4-67成形法磨齿
展成法磨齿
• 将砂轮的磨削部分修整成锥面（见图4-68b）,以 构成假想齿条的齿面。磨削时，砂轮作高速旋转 运动（主运动），同时沿工件轴向作往复直线运 动，以磨出全齿宽。工件则严格按照一齿轮沿固 定齿条作纯滚动的方式，边转动、边移动，从齿 根向齿顶方向先后磨出一个齿槽两侧面。之后砂 轮退离工件，机床分度机构进行分度，使工件转 过一个齿，磨削下一个齿槽的齿面，如此重复上 述循环，直至磨完全部齿槽齿面。
a）盘形齿轮铣刀铣削 b）指状齿轮铣刀铣削 图4-62直齿圆柱齿轮的成
模数铣刀刀号及其加工齿数范围
刀号 1 2 3 4 5 6 7 8
加工 12~ 14~ 17~ 21~ 26~ 35~ 55~ 135 齿数 13 16 20 25 34 54 134 以上 范围
• 当加工精度要求不高的斜齿圆柱齿轮时，可以借 用加工直齿圆柱齿轮的铣刀。但此时铣刀的刀号 应按照斜齿轮法向截面内的当量齿数Zd来选择。
齿轮加工 齿轮传动的传动效率高、传动比准确，在高 速重载条件下工作，齿轮传动体积小，所以 齿轮在各种机械、仪器、仪表中应用广泛。 常用的齿轮副有圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗杆 蜗轮等，见下图。其中，外啮合直齿圆柱齿 轮是最基本的，也是应用最多的。齿轮的齿 形曲线有渐开线、摆线、圆弧等，其中最常 用的是渐开线。下面介绍渐开线齿轮齿形的 加工方法。
图4-66剃齿刀和剃齿原理
• 剃齿加工时工件与刀具的运动形式见图4-66b。工件安装 在心轴上，由剃齿刀带动旋转，由于剃齿刀刀齿是倾斜的 （螺旋角为β），为使它能与工件正确啮合，必须使其轴 线相对于工件轴线倾斜一个β角。剃齿时，剃齿刀在啮合 点A的圆周速度υA可以分解为沿工件切向速度υAn和沿工 件轴向速度υAt，υAn使工件旋转，υAt为齿面相对滑动速 度，即剃齿速度。为了剃削工件的整个齿宽，工件应由工 作台带动作往复直线运动。工作台每次往复行程终了时， 剃齿刀沿工件径向作进给运动，使工件齿面每次被剃去一 层约为0.007~0.03mm的金属。在剃削过程中，剃齿刀时 而正转，剃削轮齿的一个侧面；时而反转，剃削轮齿的另 一个侧面。 • 剃齿加工主要用于提高齿形精度和齿向精度，降低齿面粗 糙度值。剃齿不能修正分齿误差。剃后齿轮精度可达7~6 级，表面粗糙度Ra值为0.8~0.2µm. 剃齿主要用于成批和 大量生产中精加工齿面未淬硬的直齿和斜齿圆柱齿轮。
齿轮加工方法与工艺过程
齿轮加工方法与工艺过程齿轮加工是制造齿轮零部件的重要工艺之一，其加工方法和工艺过程对于齿轮的质量和使用性能具有重要影响。
下面将介绍齿轮加工的几种常用方法和工艺过程。
第一种方法是铣削加工。
铣削加工齿轮是采用铣床进行的，通过铣刀在工件上进行切削，将齿轮的齿廓削成所需的形状。
铣削加工可以实现高精度和大批量的齿轮生产，适用于各种材料的齿轮加工。
第二种方法是滚齿加工。
滚齿是利用滚齿机进行的齿轮加工，通过滚刀在工件上滚切，将齿轮的齿廓加工成所需的形状。
滚齿加工可以实现高精度和高效率的齿轮生产，适用于大批量的齿轮加工。
第三种方法是切削加工。
切削加工可分为锥齿轮切削和直齿轮切削两种形式。
锥齿轮切削通常采用锥齿轮铣刀进行切削，将工件锥面的齿切削成所需的形状；直齿轮切削则是利用齿轮切削机对工件进行切削，将齿切削成所需的形状。
切削加工可以实现高精度和多种形状的齿轮加工，但速度较慢，适用于小批量的齿轮加工。
在齿轮加工的工艺过程中，首先需要进行齿轮加工的准备工作，包括选择合适的齿轮加工方法、准备加工刀具和夹具等。
然后进行齿轮的布置和定位，确定齿轮的加工位置和方向。
接下来进行切削或滚削操作，根据加工方法选择合适的设备和刀具进行齿轮的切削或滚削。
最后进行齿轮的检验和调整，检查齿轮的尺寸、形状和表面质量，进行必要的调整和修整。
在实际的齿轮加工过程中，还需要考虑材料的选择、加工参数的确定、刀具磨损的补偿以及表面处理等问题。
通过合理选择加工方法和优化工艺过程，可以提高齿轮的加工效率和质量，满足不同齿轮的加工需求。
在齿轮加工过程中，材料的选择是一个重要的环节。
常见的齿轮材料包括碳素钢、合金钢、不锈钢、铸铁等。
不同材料具有不同的力学性能和耐磨性能，需要根据齿轮的使用环境和要求选择合适的材料。
另外，材料的加工硬度也会影响加工方法的选择，硬度较高的材料一般需要采用滚削或磨削等方法进行加工。
在齿轮加工的过程中，加工参数的选择对于加工效率和质量有着重要的影响。
第七章 齿轮齿形加工(与司乃钧主编《机械加工基础》配套)
生产率 低 高 较高 较高 高 很高 很高 较低
设备 普通铣床
拉床 插齿机 滚齿机 剃齿机 珩齿机 研齿机 磨齿机
应用范围
低精度圆柱齿轮、 锥齿轮、蜗轮
齿轮拉床制造复杂、 应用少
内齿轮、扇形齿轮、 人字齿轮、带凸台齿 轮、间距小多联齿轮
直齿圆柱齿轮、斜齿 圆柱齿轮、蜗轮，
精加工未淬火 圆柱齿轮
光整加工已淬火的圆 柱齿轮
双蝶形砂轮磨齿
7.3.4 研齿
IT7～IT6， Ra：1.6～0.2μm 设备：研齿机。 研具：精密的铸铁齿轮。 研磨剂：磨粒：220＃～240＃，
活性润滑油 特点：与珩齿相同，只能降低 表面粗糙度，不能提高齿形精度。 1、平行轴线研磨法 （图7.16）
① 过程：研磨轮与被研齿轮的 平行轴线研磨法 轴线平行，研磨时被研齿轮带动
剃齿刀旋转带动工件正转、反转转 动，工作台带动工件往复运动，往复 一次剃齿刀径向进给0.02～0.04 mm/str，剃齿余量0.08～0.12mm。
（3）剃齿的特点 可提高渐开线齿形精度和齿向精度，
降低表面粗糙度，不能修正被切齿轮 的分齿误差。
7.3.2 珩齿
（1）原理：剃齿相同（展成法）。
（2）作用：去除齿轮淬火后的氧化皮、齿面毛刺和压痕。
7.3.3 磨齿 IT6～IT4→IT3， Ra：0.8～0.2μm 原理：成形法和展成法。 （1）成形法磨齿 IT6～IT5， Ra：0.8～0.4 μm，用成形砂轮磨削，生产率较高， 加工精度较低，应用较少。
成形法磨齿
（2）展成法磨齿 ①锥面砂轮磨齿
砂轮截面齿形为假想齿条的齿形，工件向右滚动，利用 砂轮右侧面磨削第1齿槽的右侧面，从根部 磨至顶部；然后 工件向左滚动，以砂轮左侧面磨削第1齿槽的左侧面，也从 根部磨至 顶部，当第1齿槽两侧面全部磨削完毕时，砂轮自 动退离工件，工件作分度转动，然后再向右滚动，磨削第2 齿槽，这样反复循环，直至磨完全部轮齿。
机械制造与自动化专业《项目七、任务2 掌握齿轮加工方法》
任务2 掌握齿轮加工方法一、齿形的铣削加工铣削加工是用成形法加工齿轮齿形的一种方法，这种方法简单，但生产率不高，加工精度较低〔9～11级〕，齿面外表粗糙度数值较大〔～〕，适用于单件小批生产。
〔一〕工作原理一般在普通卧式铣床或立式铣床上用成形法加工齿轮，此时铣刀的旋转是主运动，被切齿的毛坯随工作台作纵向进给运动。
当一个齿槽切好后利用分度头进行分度，再依次加工另一个齿槽，直到切完所有齿槽为止，如图7-9所示。
-齿轮滚刀 2-工件图7-9齿形的铣削加工图7-10 用滚刀加工齿轮〔二〕铣削过程以m =3mm ，=24直齿圆柱齿轮为例，其铣削过程如下。
1．铣刀的选定。
m =3mm ，=24，按表7-1对应的所铣齿轮齿数21~25，应选用4号铣刀。
2．分度头计算。
按简单分度法计算分度头手柄的转数n ：n = z40=2440=12416即铣完一齿后，分度头手柄摇一圈，再在24的孔圈上转过16个孔距3．工件的装夹与校正。
加工直齿圆柱齿轮时，应配制相应的心轴，将工件锁紧在心轴上后，用分度头夹紧心轴一端，尾座顶尖顶另一端。
夹紧后应对工件进行以下校正：①校正工件的径向和端面的圆跳动；②校正分度头和尾座顶尖的等高；③校正工件对铣床导轨的平行。
4．对刀及背吃刀量的控制。
刀具对正工件中心一般采用切痕法。
即将铣刀转动后，先升高工作台使齿坯接近铣刀，再横向来回移开工作台让铣刀圆周切削刃轻擦工件顶部，擦出椭圆形刀痕，接着调整铣刀廓形对称线对准椭圆中心即可。
背吃刀量应按2.25m计算。
即×3=6.75mm。
为了保证齿面的外表粗糙度，应分粗、精铣两次进行。
一般粗铣后要留~2mm再精铣。
本例中可先铣去~5mm，再对好齿轮所要求的尺寸铣第二刀。
用成形法可加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、锥齿轮等。
二、齿形的滚齿加工滚齿是在滚齿机上用与被切齿轮同模数的齿轮滚刀来加工齿轮，如图7-11所示。
〔一〕工作原理滚齿是利用齿轮与齿条啮合原理来加工齿轮的。
齿轮基本加工方法,变位齿轮的分类
一、齿轮加工方法有成形法和展成法（包络法、范成法）两种基本加工类型。
齿轮加工是冷加工，常用的有铣齿，插齿，滚齿，剃齿，磨齿等，加工方法有成型法和展成法两种方法,这两种方法各有优缺点：成型法优点是能在铣床上就能获得齿轮,在设备受限制的情况下考虑。
缺点：为了减少刀具的数量而将齿数分段,在一段齿数内用一把刀,从而齿型会带来系统误差。
展成法是利用刀具和齿轮形成展成运动,来加工齿轮.主要有滚齿和插齿,滚齿是模拟蜗杆齿轮啮合来加工的。
插齿是用模拟两个齿轮啮合来加工的.滚齿用的多,因为滚齿的滚刀的齿形是直线的,方便加工,而插齿的刀具就是一个铲背了的齿轮,齿形是渐开线,加工起来没这方便.但插齿能用在一些滚齿不能加工的位置上,如内齿和退刀距离过短的双联或多连齿轮。
在齿轮的精加工有剃齿和磨齿。
同样是展成法,剃齿的优点是效率高但不能用于硬齿面，磨齿就相反。
成形法是用与被加工齿轮齿槽形状完全相等的成形刀具加工齿形的方法。
展成法是指利用齿轮刀具与被加工齿轮的啮合运动，在齿轮加工机床上切出齿形的加工方法二、用范成法加工齿轮时才有变位齿轮的改进方法。
齿轮变位的意义（1）避免根切现象.切削z<zmin的齿轮而不发生根切；（2）配凑中心距.一对齿轮在非标准中心距的情况下不仅均能安装，而且能满足侧隙为零、顶隙为标准值的要求；（3）改善小齿轮的强度和传动啮合特性，能提高齿轮机构的承载能力。
（4）修复已磨损的旧齿轮。
个人认为：当发生根切现象、改善齿轮强度时，齿轮就采用高度变位；当需要拼凑中心距（配齿）、修复已磨损的齿轮时用角度变位。
三、齿轮传动变位分：角度变位齿轮传动和高度变位变位齿轮传动。
1、高变位：x1=-x2 角变位：x1+x2>0(正传动) x1+x2<0(负传动) .2、高变位齿轮变位前中心距与变位后中心距相等。
角度变位齿轮是变位前与变位后的中心距不相等。
（或大于或小于）3、高变位齿轮不改变齿轮啮合的中心距,避免少齿数齿轮根切,改善齿轮强度,使两齿轮滑动率接近；角变位的主要目的就是凑中心距,节圆和分度圆不重合；4、高度变位-其啮合角不变，角度变位--其啮合角发生变化。
机械加工中齿轮加工工艺讲解
机械加工中齿轮加工工艺讲解
齿轮是传递运动和动力的重要零件，广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中。
常用的有圆柱齿轮、圆锥齿轮以及蜗轮等，其中圆柱齿轮应用最广泛。
齿形加工是齿轮加工的核心和关键，目前制造齿轮主要是用切削加工，也可以用铸造、辗压(热轧、冷轧)等方法。
用切削加工的方法加工齿轮齿形，按加工原理的不同，可以分为如下两大类。
(1)成形法，是指采用与被切齿轮齿间形状相符的成形刀具，直接切出齿形的加工方法，比如铣齿和磨齿。
(2)展成法，是指利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，切出齿形的加工方法，比如插齿、滚齿、剃齿等。
1铣齿加工工艺特点及应用
一般是在铣床上应用成形法进行加工。
铣削时，工件安装在分度头上，用一定模数的盘状(或指状)铣刀对齿轮的齿间铣削。
当加工完成一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。
其特点如下：
(1)成本较低，铣齿可以在一般的铣床上进行，刀具比其它齿轮刀具简单，因而加工成本较低。
(2)加工精度低，由于铣齿刀具一个刀号要加工一定范围内齿数的齿形。
因此，实际齿形与理论上存在误差。
此外，分齿用的分度头，其分度精度较低。
(3)生产率较低，铣刀每切一个齿间，都要重复消耗切入、切出、退刀以及分度等辅助时间，故生产率较低。
齿轮齿形的加工原理
齿轮齿形的加工原理
齿轮是一种常见的机械传动元件，其齿形的加工原理是关键。
齿轮齿形加工的基本原理是根据齿轮齿数、模数、压力角等参数，确定齿形大小和轮廓。
齿轮加工一般分为铣削和滚齿两种方法。
铣削是通过刀具的旋转和移动来切削齿轮齿形，适用于小批量、多品种加工；滚齿则是通过齿轮加工机的滚轮与工件相互作用，完成齿形的成形，适用于大批量生产。
在加工过程中，需要保证齿轮齿形的精度和质量，以确保传动的平稳和可靠。
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3）剃齿 剃齿是由剃齿刀带动工件自由转动并模拟一对 螺旋齿轮做双面无侧隙啮合的过程，剃齿刀与 工件的轴线交错成一定角度。剃齿常用于未淬 火圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，是软齿 面精加工最常见的加工方法之一。
4）珩齿 珩齿是一种用于加工淬硬齿面的齿轮精加工方法 ，工作时珩磨轮与工件之间的相对运动关系与剃 齿相同，所不同的是作为切削工具的珩磨轮是用 金刚砂磨料加入环氧树脂等材料作结合剂浇铸或 热压而成的塑料齿轮。
滚齿原理 a)滚齿运动 b)齿廓范成过程
Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀 装在滚刀刀杆4上作旋转运动；滚刀刀架3既 可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可 绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间 的相对位置，使它们相当于一对轴线交叉的 螺旋齿轮啮合；工件装在心轴7上随工作台9 一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水 平方向移动，以适应不同直径工件的需要以 及在用径向进给法切削蜗轮时作进给运动。
5）磨齿
磨齿加工的主要特点是：加工精度高，一般条件 下加工精度可达IT4～6级，由于采用强制啮合方 式，不仅修正误差的能力强，而且可以加工表面 硬度很高的齿轮。
范成法磨齿
2.展成法
用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展 成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工 精度。齿轮加工机床绝大多数采用展成法。 1）滚齿
滚齿加工的原理为模拟一对交错轴斜齿轮 副啮合滚动的过程。将其中的一个齿轮的齿数 减少到一个或几个，轮齿的螺旋倾角很大，就 成了蜗杆 。再将蜗杆开槽并铲背，就成了齿 轮滚刀 。当机床使滚刀和工件严格地按一对 斜齿圆柱齿轮啮合的传动比关系作旋转运动时 ，滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来。
齿轮齿形的加工 齿轮加工机床的工作原理
1.成形法 是使用切削刃形状与被切齿 轮的齿槽形状完全相符的成形刀具切出齿 轮的方法。这种方法制造出来的齿轮精度 较低，只能用于低速的齿轮传动，常见的 有铣齿等方法,可在普通铣床上加工。
2.范成法 是利用齿轮刀具与被切齿轮 的啮合运动而切出齿轮齿形的方法，利用 这种方法制造出来的齿轮精度高，但需要 专用机床，常见的有滚齿机、插齿机、刨 齿机和磨齿机等。
4.5.2 常用的齿轮加工方法
1.成形法
铣齿
在万能铣床上铣制圆柱齿轮见图，这 种铣齿方法属于成形法。铣制时，工件安 装在铣床的分度头上，用一定模数的盘状 （或指状）铣刀对齿轮齿间进行铣削。当 加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一 个齿间。
铣齿特点:设备简单;刀具成本低;生产率低;加 工齿轮的精度低。主要是因为铣制同一模数不 同齿数的齿轮所用的铣刀，一般只有8个刀号， 每号铣刀有它规定的铣齿范围（见下表）
Y3150E型滚齿机 1—床身 2—立柱 3—刀架溜板 4—刀杆 5—刀架体 6—支架 7—心轴 8—后立柱 9—工作台 10—床鞍
滚齿特点：
a.适应性好； b.生产率高； c.加工后的齿廓表面粗糙度大于插齿加 工的齿廓表面粗糙度； d.主要用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗 轮。
2） 插齿
插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其 适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无 法加工的。装上附件，插齿机还能加工齿条， 但插齿机不能加工蜗轮。
齿轮的齿廓形状决定于基圆的大小（与齿轮的齿 数有关）。
如图所示。由于同一模数的铣刀是按被加工工件 齿数范围分号的，每一号铣刀的齿形是按该号中 最少齿数的齿轮齿形确定的，因此，用这把铣刀 铣削同号中其他齿数的齿轮时齿形有误差。
用成形法铣齿轮所需运动简单，不需专门的机床 ，但要用分度头分度，生产效率低。这种方法一 般用于单件小批量生产低精度的齿轮。