小模数螺旋锥齿轮的加工方法与加工机床的选用
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国 外 锥 齿 轮 加 工 机 床 发 展 较 为 领 先 ，美 国格 里 森 铣 齿 机 、磨 齿 机 在 我 国 汽 车 工 业 等 领 域 使 用 较 为 广
收 稿 日期 ：２０１Ｏ年７月
泛 。在 低 端 民用 行 业 ， 国 产 锥 齿 轮 铣 齿 机 运 用 较 为 普 遍 。 现 在 常 见 的 国产 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 机 床 有 机 械 式 铣 齿 机 和 数 控 铣 齿 机 两 类 。
１ 机械式铣齿机
机 械 式 铣 齿 机 是 根 据 螺 旋 锥 齿 轮 加 Ｔ 原 理 滚 切 展 成 齿 廓 的螺 旋 锥 齿 轮 加 工 机 床 ，它 吸 取 了 日本 岗 岛 机 的 优 点 ，由 摇 台 辅 以 扇 形 板 与 支 架 、分 度 机 构 、刀 轴 及 刀 倾 机 构 和 传 动 机 构 等 组 成 ， 机 床 结 构 如 图 ２所
关 键 词 ：螺 旋 锥 齿 轮 铣 齿 机 切 齿原 理 双重 双 面 法
中 图 分 类 号 ： Ｉ＇Ｇ６１ １
文 献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１０００—４９９８（２０ｌ０）ｌ１—００８１—０２
在 传 递 两 相 交 轴 的 锥 齿 轮 传 动 中 ，螺 旋 锥 齿 轮 具 有 重 合 较 大 、传 动 平 稳 、对 安 装 误 差 的 敏 感 性 小 、在 高 速 传 动 中 噪 声 较 小 等 优 点 ， 因 此 在 工 程 中应 用 较 为 广 泛 。当 前 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 的 加 工 中 ，应 用 较 为 广 泛 的 是 格 里 森 齿 制 和 奥 利 康 齿 制 。格 里 森 齿 制 为 双 面 圆弧 收 缩 齿 ，采 用 单 齿 分 度 法 加 工 ；奥 利 康 齿 制 为 延 伸 外 摆 线 等 高 齿 ，采 用 连 续 分 度 法 加 工 。 随 着 工 业 缝 纫 机 、电 动 工 具 、园 林 机 械 行 业 的 不 断 发 展 ，小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 的 应 用 和 需 求 逐 年 增 加 。
轮 的 安 装 距 ），回 转 固 定 加 工 齿 轮 的 根 锥 角 。 控 制 参 数
计 算 公 式 如 下 ：
Ｒｂ＝ Ａ。一０．５５ Ｆ
（１）
Ｖ ＝ Ｒｈｃｏ ｓｉｎ／３
（３）
式 中 ：凤 为 刀 盘 半 径 ；Ａｏ为 齿 轮 锥 距 ；Ｆ 为 齿 面 宽 度 ；
螺 旋 锥 齿 轮 加 工 是 通 过 机 床 上 模 拟 一 个 假 想 齿 轮 ，刀 盘 切 削 面 是 假 想 齿 轮 的 一 个 轮 齿 。当 摇 台 上 的 被 加 工 齿 轮 与 假 想 齿 轮 绕 各 自的 轴 旋 转 时 ，刀 盘 就 会 在 轮 坯 上 切 出 一 个 齿 槽 ， 如 图 １所 示 。 加 工 格 里 森 齿 制 时 ，都 采 用 这 种 切 齿 原 理 。 根 据 使 用 行 业 的 要 求 ，当 前 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 正 逐 渐 以格 里 森 齿 制 为 主 ，常 见 切 削 加 工 方 法 采 用 双 重 双 面 切 削 法 。 双 面 切 削 法 是 指 一 个 被 加 工 齿 轮 ， 由 内 切 刀 齿 和 外 切 刀 齿 交 错 的成 形 刀 盘 ，在 一 个 齿 槽 的 两 面 同 时 进 行 切 削 的 加 工 工 艺 过 程 ，齿 槽 的 宽 度 是 由 刀 盘 的 刀 尖 距 （也 称 错 刀 量 或 点 宽 ）所 控 制 。 通 常 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 （模 数 ２．５ ｍｍ 以 内 ）一 把 刀 可 以 加 工 一 对 大 小 齿 轮 ，能 得 到 较 理 想 的 加 工 效 果 ，此 方 法 加 工 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 生 产 效 率 高 ，适 应 批 量 生 产 。当 然 一 对 大 小 齿 轮 用 一 把 刀 加 工 ，会 产 生 刀 号 修 正 的 问 题 ，这 就 要 求 刀 具 的 规 格 要 比 较 多 ，通 常 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 采 用 整 体 式 铣 刀 ，铣 刀 的 规 格 由 刀 径 、刀 号 、刀 尖 距 决 定 。 实 际 操 作 时 为 了 避 免 选 择 过 多 的 铣 刀 规 格 ，小 范 围 的 刀 号 修 正 可 改 变 机 床 刀 轴 的 倾 角 （俗 称 刀 倾 角 ）来 加 以 解 决 。
口 为 齿 轮 螺 旋 角 ；Ａ 为 锥 齿 轮 的 平 均 锥 距 。
不 。
机械制造４８卷 第 ５５５期
回Ｊ ２０１０ ／１１
此 类 机 床 控 制 参 数 主 要 是 确 定 刀 盘 的 大 小 及 其 刀
盘 中 心 位 置 （直 角 坐 标 中 为 垂 直 位 置 和 水 平 位 置 ）
和 齿 轮 工 件 安 装 在 工 件 主 轴 上 的 姿 态 （夹 具 高 度 和 齿
主 要 加 工 方 法 ；全 面 分 析机 械 式铣 齿机 和 数 控 铣 齿 机 加 工 小模 数 螺 旋 锥 齿 轮 优 缺 点 ；指 出机 械 式铣 齿 机 适 合 于单 一 、大批
量 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 ，数 控 铣 齿 机 更 适 应 于 小批 量 、多品 种 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 ，且 两者 加 工 精 度 相 同 ；指 出数 控 铣 齿 机 是 小模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 的 主要 趋 势 。
小模数螺旋锥 齿轮 的加工方法与加工机床的选 用
口 蒋鉴 毅
上 海 平 信 机 电 制 造有 限公 司 上 海 ２０１ １０７
摘 要 ：在 分 析 小模 数 螺 旋 锥 齿 轮加 工 方 法 的基 础 上 ，指 出基 于 格 里 森 齿 制 的 双 重 双 面切 削 法是 小模 数 螺 旋 锥 齿轮 的
收 稿 日期 ：２０１Ｏ年７月
泛 。在 低 端 民用 行 业 ， 国 产 锥 齿 轮 铣 齿 机 运 用 较 为 普 遍 。 现 在 常 见 的 国产 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 机 床 有 机 械 式 铣 齿 机 和 数 控 铣 齿 机 两 类 。
１ 机械式铣齿机
机 械 式 铣 齿 机 是 根 据 螺 旋 锥 齿 轮 加 Ｔ 原 理 滚 切 展 成 齿 廓 的螺 旋 锥 齿 轮 加 工 机 床 ，它 吸 取 了 日本 岗 岛 机 的 优 点 ，由 摇 台 辅 以 扇 形 板 与 支 架 、分 度 机 构 、刀 轴 及 刀 倾 机 构 和 传 动 机 构 等 组 成 ， 机 床 结 构 如 图 ２所
关 键 词 ：螺 旋 锥 齿 轮 铣 齿 机 切 齿原 理 双重 双 面 法
中 图 分 类 号 ： Ｉ＇Ｇ６１ １
文 献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１０００—４９９８（２０ｌ０）ｌ１—００８１—０２
在 传 递 两 相 交 轴 的 锥 齿 轮 传 动 中 ，螺 旋 锥 齿 轮 具 有 重 合 较 大 、传 动 平 稳 、对 安 装 误 差 的 敏 感 性 小 、在 高 速 传 动 中 噪 声 较 小 等 优 点 ， 因 此 在 工 程 中应 用 较 为 广 泛 。当 前 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 的 加 工 中 ，应 用 较 为 广 泛 的 是 格 里 森 齿 制 和 奥 利 康 齿 制 。格 里 森 齿 制 为 双 面 圆弧 收 缩 齿 ，采 用 单 齿 分 度 法 加 工 ；奥 利 康 齿 制 为 延 伸 外 摆 线 等 高 齿 ，采 用 连 续 分 度 法 加 工 。 随 着 工 业 缝 纫 机 、电 动 工 具 、园 林 机 械 行 业 的 不 断 发 展 ，小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 的 应 用 和 需 求 逐 年 增 加 。
轮 的 安 装 距 ），回 转 固 定 加 工 齿 轮 的 根 锥 角 。 控 制 参 数
计 算 公 式 如 下 ：
Ｒｂ＝ Ａ。一０．５５ Ｆ
（１）
Ｖ ＝ Ｒｈｃｏ ｓｉｎ／３
（３）
式 中 ：凤 为 刀 盘 半 径 ；Ａｏ为 齿 轮 锥 距 ；Ｆ 为 齿 面 宽 度 ；
螺 旋 锥 齿 轮 加 工 是 通 过 机 床 上 模 拟 一 个 假 想 齿 轮 ，刀 盘 切 削 面 是 假 想 齿 轮 的 一 个 轮 齿 。当 摇 台 上 的 被 加 工 齿 轮 与 假 想 齿 轮 绕 各 自的 轴 旋 转 时 ，刀 盘 就 会 在 轮 坯 上 切 出 一 个 齿 槽 ， 如 图 １所 示 。 加 工 格 里 森 齿 制 时 ，都 采 用 这 种 切 齿 原 理 。 根 据 使 用 行 业 的 要 求 ，当 前 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 正 逐 渐 以格 里 森 齿 制 为 主 ，常 见 切 削 加 工 方 法 采 用 双 重 双 面 切 削 法 。 双 面 切 削 法 是 指 一 个 被 加 工 齿 轮 ， 由 内 切 刀 齿 和 外 切 刀 齿 交 错 的成 形 刀 盘 ，在 一 个 齿 槽 的 两 面 同 时 进 行 切 削 的 加 工 工 艺 过 程 ，齿 槽 的 宽 度 是 由 刀 盘 的 刀 尖 距 （也 称 错 刀 量 或 点 宽 ）所 控 制 。 通 常 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 （模 数 ２．５ ｍｍ 以 内 ）一 把 刀 可 以 加 工 一 对 大 小 齿 轮 ，能 得 到 较 理 想 的 加 工 效 果 ，此 方 法 加 工 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 生 产 效 率 高 ，适 应 批 量 生 产 。当 然 一 对 大 小 齿 轮 用 一 把 刀 加 工 ，会 产 生 刀 号 修 正 的 问 题 ，这 就 要 求 刀 具 的 规 格 要 比 较 多 ，通 常 小 模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 采 用 整 体 式 铣 刀 ，铣 刀 的 规 格 由 刀 径 、刀 号 、刀 尖 距 决 定 。 实 际 操 作 时 为 了 避 免 选 择 过 多 的 铣 刀 规 格 ，小 范 围 的 刀 号 修 正 可 改 变 机 床 刀 轴 的 倾 角 （俗 称 刀 倾 角 ）来 加 以 解 决 。
口 为 齿 轮 螺 旋 角 ；Ａ 为 锥 齿 轮 的 平 均 锥 距 。
不 。
机械制造４８卷 第 ５５５期
回Ｊ ２０１０ ／１１
此 类 机 床 控 制 参 数 主 要 是 确 定 刀 盘 的 大 小 及 其 刀
盘 中 心 位 置 （直 角 坐 标 中 为 垂 直 位 置 和 水 平 位 置 ）
和 齿 轮 工 件 安 装 在 工 件 主 轴 上 的 姿 态 （夹 具 高 度 和 齿
主 要 加 工 方 法 ；全 面 分 析机 械 式铣 齿机 和 数 控 铣 齿 机 加 工 小模 数 螺 旋 锥 齿 轮 优 缺 点 ；指 出机 械 式铣 齿 机 适 合 于单 一 、大批
量 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 ，数 控 铣 齿 机 更 适 应 于 小批 量 、多品 种 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 ，且 两者 加 工 精 度 相 同 ；指 出数 控 铣 齿 机 是 小模 数 螺 旋 锥 齿 轮 加 工 的 主要 趋 势 。
小模数螺旋锥 齿轮 的加工方法与加工机床的选 用
口 蒋鉴 毅
上 海 平 信 机 电 制 造有 限公 司 上 海 ２０１ １０７
摘 要 ：在 分 析 小模 数 螺 旋 锥 齿 轮加 工 方 法 的基 础 上 ，指 出基 于 格 里 森 齿 制 的 双 重 双 面切 削 法是 小模 数 螺 旋 锥 齿轮 的