直齿圆柱齿轮的加工
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５５ 铣 削加 工 ．
因为铣 床 上装 有 光学 电子 尺 （ 俗称 数 显铣 床 ） ，通 过 碰 数分 中 ，很容 易 找到 工件 加工 的坐 标 。启动 机床 ，
１３ 百 分 表 ．． ２ 夹 具 体 ．
调 整转 速和 进 给量 ， 然后 垂 直上 升工 作 台对刀 ，即能找 到 工件 加 工 的最 高点 ， 可 以开始铣 削加 工 了 。 每加 便 每 工 完 一个 齿槽 ，就 将 分度手 柄 转 一圈后 再 转过 ２ 个孔 数 ，然 后 再接 着加 工下 一个 齿槽 ，如 图 ５所 示 。
先将 毛 坯在 车床 上加 工 出 内孔 ，然后 用铣 床铣 削齿 面 ， 证 加工 精度 ， 须计 算 出齿轮 的齿 顶 高度 ， 据 齿顶 高 必 根
经 热处 理 （ 齿面 高频 淬火 ） 珩 齿后 ，再用 线切 割加 工 公 式 ： 和 出 内花 键 ， 最后 进 行装 配 。 该齿 轮 的铣 削加工 工序 过程 ： 检验 预 制件 一 安装 、 分度 头上 找 正一 刀具 安装 一对 刀 在
ｓ ｕｌ ｒｔｄ ｖ ｌ ｐ ａ ｇ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｅａ ｌｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｆｔ ｎ ｒｅｍ ｉｌ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｃ ｎ ｅ ｅ ｔｖ ｌ ｏ ｕ ｅ ｈｏ ｄ ｆ ｓ ｅ ｅｏ ｏ ｄ ｐ ｏ ｒｍ ａ ｄ ｄ ｔ ｉ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｏ ｉ ｅ ｈｅ ｅ ｔ ｌ ｎ ｉ ｒ ｃ ｓ ， ａ ｆ ｃｉ ｅｙ ｐｒ ｄ ｃ ｑ ａｉ ｅ ａ ｔ． ｕ ｌｆ ｄ ｐ ｒｓ ｉ Ｋ ｅ ｏ ｄｓ ｔ ａ ｇ ｏ ｔ ｅ ｐｕ ｅ ｒ ｄｉｃ ｓ ｐｅ ｅ ｒｃ ｔ ｒ ｉ ｉ ｉ ａ ｆ ｌ ｒｓ ｅ ｉ ｃ ｆ ｒ ｉ ｅ ｈ ｄ ｙｗ ｒ ：ｓｒ ｉ ｈｔ ｏ ｈ ｄ ｓ ｒｇ ａ ； ｓ —ｈａ ｄ ｇ ａ ｕｔｅ ；ｄ ｖ ｄ ｎｇｈｅ ｄ； ｏｄｅ ｐ ｃ ｆ ； ｏ ｍ ｎｇｍ ｔ ｏ ｔ ｉ
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头 是 Ｆ １ ５ 能 分度 头 。 Ｗ ２万
为定 为基 准 。
刀具 选择 。 根据 图样 给 定 的齿轮基 本 尺 寸和技 术 要 ５２工件 安装 及 校正 ． 求 ，选 择 盘形 齿轮 铣 刀进行 齿轮 铣 削 。
将分度头上 的三爪 卡盘和 台阶轴夹具用一夹一顶 的方式将工件装夹好， 图 ２ 如 所示。 因为夹具体 ５ 与工
工 艺 装 备
—匠 而
ｉ 丽
直齿 圆柱齿轮 的￣ － ｊｒ Ｄ
郭 胜 刘 良瑞 王 治雄
湖 北黄 冈 ４ ８ ０ ） ３０ ２ （ 冈职 业技 术 学 院机 电学 院 黄 摘
要 ：使 用普 通 铣床 加工 齿 轮 ，齿面 加工 是重 要工 序 之一 ，这 道工序 在 很大 程 度上 决定 了齿 轮 的质 量
ｚｄ ｒｎ
压 紧用 的 螺帽 ，顶 上顶 尖 后 ，再 拧紧 螺帽 。最后 还要用 百 分 表检 查 工 件 外 圆柱 面 的径 向跳 动 和 作 为基 准 的端
面跳 动 ，如 图 ４所 示 。
（ ／ ｎ ｍ ｍｉ）
式 中 ： ｄ 完 成 主 运 动 的 刀 具 或 工 件 的 最 大 直 径 － ＿
齿 轮 的加 工方 法 很 多 ， 各有 特 点 ， 就齿 轮加 工 的 但
图 １ 齿轮
工 作 原理 而言 ， 有成 形法 和展 成法 。 次使 用成 形法 只 本
▲
亚巫 亚
工艺装备
而
来加工齿轮 ， 即刀刃的形状与被加工齿轮的齿槽横截面 然 后根 据加 工情 况进 行 修 改 。
５４ 分度 头 的使 用 ．
６ 、检验
分度头常用的分度方法有直接分度法、 单式分度法
和 角度 分 度法 三种 。由于 齿轮 加工 精度 较 高 ， 般采 用 一 单 式 分 度 法 和 角度 分 度 法 ，本 次加 工 是 采 用 单式 分 度
法 。 度 时 ， 先要 了解 工 件等 分数 与 分度 手柄 转 数之 分 首
图 ３ 夹具 体校正
图 ４ 工件检验
５３刀具 安装 ． 安 装 刀具 时 ，盘 形齿 轮铣 刀 应尽 可 能 的靠 近 主轴 ，
以保刀杆的刚度， 套简的端面和到的端面擦干净， 减少
刀 的跳 动 ，拧 紧刀 杆 的压 紧螺 母 时 ，必须 先装 上 吊架 ，
图 ５ 铣 削加工示意图
以防 刀杆 受力 弯 曲。
由于该 零件 加工 难 点是齿 轮 的铣 削加 工 ， 以在 此 所
只分 析铣 削 时 的装 夹 。
≈５０ （ ） ．６ １ ｍ
５ 、铣 削加工
５１检验 预 制件 ．
工件 的装夹与定位。 由于经车削加工后不便于直接
用千分尺检验预制件 的平行度和尺寸 ， 特别是工件
装夹 ， 以需 要加 工一 个 带螺 纹的 台阶轴 作 为夹 具 ， 所 然 的外 径应 达 到 图样 的精度 要 求 ，用 ９ 。角尺 测量 外 圆 ０ 后 利 用分 度头 上三 爪 卡盘 夹紧 此夹 具 。 院 的使用 分度 柱面 与端 面 的垂直 度 ， 择 垂直 度较 好 的侧 面 、 面作 我 选 底
一
Ａ＝ ． ｍ（ ２２ ｍｍ） ５
一
式 中 ： 一 齿项 高 （ ｍｍ） 计 算 得 ｈ ２ ２ ×２２ ＝ ．５ ． ５ 最 终 切削 深度 为 ５ ６ ． ｍｍ。 ０
齿轮模 数
铣 削 一测 量预 检 一铣 削加工 的工序 。
＝
５０ ２ （ ． ６ ５ ｍｍ）
３ 、夹 具 和 刀 具 的 选 择
和 齿形 加 工 的经济 性 ， 齿轮 能得 到 较好 的 啮合精 度 。直 齿 圆柱 齿轮 可 以在普 通 铣床 上使 用盘 形 齿轮铣 使 刀 通 过分 度头 来进 行 加工 ，同样 能得 到较好 的加工 精度 。加 工前 ，首 先要 制定 好 加工 方案 和详 细 的铣 削 工艺 流程 ，才 能有效 地 制造 出合 格 的零 件 。 关键 词 ：直齿 圆柱齿 轮 ；盘 形齿 轮铣 刀 ；分 度 头 ；夹具体 ；成 形法
件 ４的孔 在加 工 时是配 制 的 ， 以夹 具体 、工件 以及 三 所 爪 卡盘 是 同轴 的 ，但 是 ，在 安装 工件 前 ，仍 然要 先校 正
４ 、切削用量 的选择
４１切 削速 度 （ 选择 ． Ｖ）
根 据 工件 材料 （ ５ 调质钢 ）和铣 刀参 数 （ 形齿 夹 具体 ， 图 ３所 示 。 夹具 体 ２顶好 并用 分度 头上 的 ４ 盘 如 将
形 状相 同。
４３切 削 深度 选择 ． 切 削深 度 （ 加 工表面 到 已加工 表 面 的垂 直 距离 ） 待
根 据 图 样 的 精 度 要 求 和 我 院 的 实 际 ， 决 定 在
Ｘ６３Ａ． 万 能 回转头 铣床 上进 行 该齿 轮铣 削加 工 。首 选 择 。齿 轮加 工 时 ，切 削深度 等 于齿轮 的齿顶 高 。为保 ２０ １
Ａｂ ｔａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｕｓｎｇ ｏ ｄ ｎ ｒ ａ ｈｎｉｇ ｇ ａ ｓ ｉ ｓｄ ｈｅｈｏ ｅａ ｄ ｔ ｅｔｏ ｈ ｓ ｒａ ｅｍ ａ ｈ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓｉ ｎ ｉ ｐ ｒａ ｔ ｉ ｒ ｉ ａ ｙ ｍ ｃ ｉ ｎ ｅ ｒ ， ｎ ｉ ｅｔ ｌ ｎ ｏ ｔ ｕ ｆ ｃ ｃ ｉ ｎ ｒ ｃ ｓ ｓａ ｍ ｏ ｔｎ ｈ ｎ
工齿 型 的前几 道 工序 加工 比较 容 易 ， 工 的难 点 在于 如 加 何 能在普 通铣 床 上将 齿均 匀 分布 ， 决 这一 问题 的关 键 解 就是 使用 分度 头 分度 的方 法 进行 加工 ， 也是 本文 拟订 加
工工 艺 的 中心议 题 。
２ 拟 订 加 工 工 艺 、
圆柱齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一 ，
其功 用 是 按规 定 的速 比传 递运 动和 动 力 。 直齿 圆柱齿轮 是最 基 本 ，也 是应 用 最 多 的。下面 以图 １为例 ，介绍 直
齿 圆柱 齿轮 在普 通 万 能铣床 上 的一 种 加工 方法 。
１ 、工 艺 分 析
需要 加 工 的是 直 齿 圆柱 齿轮 如 图 １ 示 ， 顶 圆直 所 齿 径 为 ９ ｍｍ，齿 宽 ２ ｍｍ，模数 ｍ＝ ．５ ０ ５ ２ ，齿 数 ｚ ３ ， ２ ＝ ８ 齿 形 角 ２。 ０ ，材料 是 ４ 质钢 ，８级加 工精 度 ，要求经 ５调 热 处 理后 硬度 达 ５ Ｈ Ｃ ０ Ｒ 。该材 料 切 削性 能较 好 ，直到加
（ ｍｍ ）
ｎ 主运 动 的转 速 （／ ｎ ， 削速 度 （ ／ ｉ） 一 ｒ ）１ ｍｉ － 一切 ｍ ｍ ｎ 计算 得 ＝ Ｏ ０ ｌ ０ ｖ
＝
冗（ １
ｊ． ｘ １
４ ０３ ．
７ ｃ／ ｎ ｒ ｍｉ
可选 择 １０／ ｎ左右 的转 速 。 ４ｒ ｍｉ
４２进 给量 （ ） 择 ． ｆ 选
轮铣刀的直径为 ６ｍ ５ ｍ和刀具材料为高速钢 Ｗ ８ ｒＶ 三 爪卡 盘 夹紧 ， 百 分表 ｌ 验夹 具体 的上 表面 和侧面 ｌＣ ４ ） 用 检 进行选择。铣削齿轮时，铣削速度 ｖ ０ ／ ｉ，根据 并校正 ， ￣３ｍ ｍ ｎ 然后松开顶尖，按顺序装上工件、垫圈， 套上
切 削速 度 公式 ：
进给量 （ 即主轴旋转一周，工件和刀具在进给运 厂 动中的相对位移量 ） 选择 。 由于齿轮铣削时， 铣刀与切 削面的接触面较大， 进给量不宜过高， 暂定为 ０ １ ｍ ｒ ．ｍ ／ ，
１ 顶尖 ．
２ 螺帽 ．
３ 垫圈 ．
４ 工件 ．
５夹具体 ．
６三爪卡盘 ．
图 ２ 工件装夹
瓣
艺 而 ］备 工而 装
Ｆ １５ 万 能分度 头共 备有 两块孔 盘 ，恰好 第 一块 பைடு நூலகம்Ｗ ２
孔 盘 上有 一 圈均匀 分布 ３ 的孔 圈， 即在 孔 盘上 选择 ８孔
３ ８孔 的孔 圈 ，每 加工 完 一个 齿槽 分度 手柄 转 一圈 后 ， 再 转 过 ２个 孔 数 。按要 求调 整好 分度 头 上 的分度 尺 。
问的关 系 ， 而这个 关 系 是 由万 能分度 头 的传 动系 统所 决 定 的 。在此 传动 系 统 中 ， 蜗轮 与 蜗杆 的传 动 比为 ４ ：１ ０ ，
而 其他 齿 轮 副 的传动 比为 １ 。可 见 ，要 想主 轴 转 １ ：１
圈，分度手柄就必须转 ４ Ｏ圈。由此可得工件等分与分
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因为铣 床 上装 有 光学 电子 尺 （ 俗称 数 显铣 床 ） ，通 过 碰 数分 中 ，很容 易 找到 工件 加工 的坐 标 。启动 机床 ，
１３ 百 分 表 ．． ２ 夹 具 体 ．
调 整转 速和 进 给量 ， 然后 垂 直上 升工 作 台对刀 ，即能找 到 工件 加 工 的最 高点 ， 可 以开始铣 削加 工 了 。 每加 便 每 工 完 一个 齿槽 ，就 将 分度手 柄 转 一圈后 再 转过 ２ 个孔 数 ，然 后 再接 着加 工下 一个 齿槽 ，如 图 ５所 示 。
先将 毛 坯在 车床 上加 工 出 内孔 ，然后 用铣 床铣 削齿 面 ， 证 加工 精度 ， 须计 算 出齿轮 的齿 顶 高度 ， 据 齿顶 高 必 根
经 热处 理 （ 齿面 高频 淬火 ） 珩 齿后 ，再用 线切 割加 工 公 式 ： 和 出 内花 键 ， 最后 进 行装 配 。 该齿 轮 的铣 削加工 工序 过程 ： 检验 预 制件 一 安装 、 分度 头上 找 正一 刀具 安装 一对 刀 在
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湖 北黄 冈 ４ ８ ０ ） ３０ ２ （ 冈职 业技 术 学 院机 电学 院 黄 摘
要 ：使 用普 通 铣床 加工 齿 轮 ，齿面 加工 是重 要工 序 之一 ，这 道工序 在 很大 程 度上 决定 了齿 轮 的质 量
ｚｄ ｒｎ
压 紧用 的 螺帽 ，顶 上顶 尖 后 ，再 拧紧 螺帽 。最后 还要用 百 分 表检 查 工 件 外 圆柱 面 的径 向跳 动 和 作 为基 准 的端
面跳 动 ，如 图 ４所 示 。
（ ／ ｎ ｍ ｍｉ）
式 中 ： ｄ 完 成 主 运 动 的 刀 具 或 工 件 的 最 大 直 径 － ＿
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图 １ 齿轮
工 作 原理 而言 ， 有成 形法 和展 成法 。 次使 用成 形法 只 本
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工艺装备
而
来加工齿轮 ， 即刀刃的形状与被加工齿轮的齿槽横截面 然 后根 据加 工情 况进 行 修 改 。
５４ 分度 头 的使 用 ．
６ 、检验
分度头常用的分度方法有直接分度法、 单式分度法
和 角度 分 度法 三种 。由于 齿轮 加工 精度 较 高 ， 般采 用 一 单 式 分 度 法 和 角度 分 度 法 ，本 次加 工 是 采 用 单式 分 度
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图 ３ 夹具 体校正
图 ４ 工件检验
５３刀具 安装 ． 安 装 刀具 时 ，盘 形齿 轮铣 刀 应尽 可 能 的靠 近 主轴 ，
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刀 的跳 动 ，拧 紧刀 杆 的压 紧螺 母 时 ，必须 先装 上 吊架 ，
图 ５ 铣 削加工示意图
以防 刀杆 受力 弯 曲。
由于该 零件 加工 难 点是齿 轮 的铣 削加 工 ， 以在 此 所
只分 析铣 削 时 的装 夹 。
≈５０ （ ） ．６ １ ｍ
５ 、铣 削加工
５１检验 预 制件 ．
工件 的装夹与定位。 由于经车削加工后不便于直接
用千分尺检验预制件 的平行度和尺寸 ， 特别是工件
装夹 ， 以需 要加 工一 个 带螺 纹的 台阶轴 作 为夹 具 ， 所 然 的外 径应 达 到 图样 的精度 要 求 ，用 ９ 。角尺 测量 外 圆 ０ 后 利 用分 度头 上三 爪 卡盘 夹紧 此夹 具 。 院 的使用 分度 柱面 与端 面 的垂直 度 ， 择 垂直 度较 好 的侧 面 、 面作 我 选 底
一
Ａ＝ ． ｍ（ ２２ ｍｍ） ５
一
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齿轮模 数
铣 削 一测 量预 检 一铣 削加工 的工序 。
＝
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３ 、夹 具 和 刀 具 的 选 择
和 齿形 加 工 的经济 性 ， 齿轮 能得 到 较好 的 啮合精 度 。直 齿 圆柱 齿轮 可 以在普 通 铣床 上使 用盘 形 齿轮铣 使 刀 通 过分 度头 来进 行 加工 ，同样 能得 到较好 的加工 精度 。加 工前 ，首 先要 制定 好 加工 方案 和详 细 的铣 削 工艺 流程 ，才 能有效 地 制造 出合 格 的零 件 。 关键 词 ：直齿 圆柱齿 轮 ；盘 形齿 轮铣 刀 ；分 度 头 ；夹具体 ；成 形法
件 ４的孔 在加 工 时是配 制 的 ， 以夹 具体 、工件 以及 三 所 爪 卡盘 是 同轴 的 ，但 是 ，在 安装 工件 前 ，仍 然要 先校 正
４ 、切削用量 的选择
４１切 削速 度 （ 选择 ． Ｖ）
根 据 工件 材料 （ ５ 调质钢 ）和铣 刀参 数 （ 形齿 夹 具体 ， 图 ３所 示 。 夹具 体 ２顶好 并用 分度 头上 的 ４ 盘 如 将
形 状相 同。
４３切 削 深度 选择 ． 切 削深 度 （ 加 工表面 到 已加工 表 面 的垂 直 距离 ） 待
根 据 图 样 的 精 度 要 求 和 我 院 的 实 际 ， 决 定 在
Ｘ６３Ａ． 万 能 回转头 铣床 上进 行 该齿 轮铣 削加 工 。首 选 择 。齿 轮加 工 时 ，切 削深度 等 于齿轮 的齿顶 高 。为保 ２０ １
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工工 艺 的 中心议 题 。
２ 拟 订 加 工 工 艺 、
圆柱齿轮是机械传动中应用极为广泛的零件之一 ，
其功 用 是 按规 定 的速 比传 递运 动和 动 力 。 直齿 圆柱齿轮 是最 基 本 ，也 是应 用 最 多 的。下面 以图 １为例 ，介绍 直
齿 圆柱 齿轮 在普 通 万 能铣床 上 的一 种 加工 方法 。
１ 、工 艺 分 析
需要 加 工 的是 直 齿 圆柱 齿轮 如 图 １ 示 ， 顶 圆直 所 齿 径 为 ９ ｍｍ，齿 宽 ２ ｍｍ，模数 ｍ＝ ．５ ０ ５ ２ ，齿 数 ｚ ３ ， ２ ＝ ８ 齿 形 角 ２。 ０ ，材料 是 ４ 质钢 ，８级加 工精 度 ，要求经 ５调 热 处 理后 硬度 达 ５ Ｈ Ｃ ０ Ｒ 。该材 料 切 削性 能较 好 ，直到加
（ ｍｍ ）
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４２进 给量 （ ） 择 ． ｆ 选
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切 削速 度 公式 ：
进给量 （ 即主轴旋转一周，工件和刀具在进给运 厂 动中的相对位移量 ） 选择 。 由于齿轮铣削时， 铣刀与切 削面的接触面较大， 进给量不宜过高， 暂定为 ０ １ ｍ ｒ ．ｍ ／ ，
１ 顶尖 ．
２ 螺帽 ．
３ 垫圈 ．
４ 工件 ．
５夹具体 ．
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图 ２ 工件装夹
瓣
艺 而 ］备 工而 装
Ｆ １５ 万 能分度 头共 备有 两块孔 盘 ，恰好 第 一块 பைடு நூலகம்Ｗ ２
孔 盘 上有 一 圈均匀 分布 ３ 的孔 圈， 即在 孔 盘上 选择 ８孔
３ ８孔 的孔 圈 ，每 加工 完 一个 齿槽 分度 手柄 转 一圈 后 ， 再 转 过 ２个 孔 数 。按要 求调 整好 分度 头 上 的分度 尺 。
问的关 系 ， 而这个 关 系 是 由万 能分度 头 的传 动系 统所 决 定 的 。在此 传动 系 统 中 ， 蜗轮 与 蜗杆 的传 动 比为 ４ ：１ ０ ，
而 其他 齿 轮 副 的传动 比为 １ 。可 见 ，要 想主 轴 转 １ ：１
圈，分度手柄就必须转 ４ Ｏ圈。由此可得工件等分与分
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