锥齿轮加工工艺课件(PPT 72张)

锥齿轮加工工艺
李益，杨坤，罗曦
目录
•引言 •直齿锥齿轮加工工艺
•螺旋锥齿轮加工工艺
•螺旋锥齿轮电化学光整加工工艺
引言
直齿锥齿轮加工工艺
主要内容
锥齿轮加工方法介绍
锥 齿 轮 加 工 方 法
仿形铣削法
按照不同 行业和现 有设备
展成铣齿法 精密锻造法
冷挤压法 粉末冶金方法
最 常 用
伞 齿 刨
直齿锥齿轮数控加工条件
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轮坯加工
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（ 3 ）其余安装连接部位尺寸如螺孔、螺钉通孔、花键、开口销孔、 槽及小轮螺纹等，与其他机械零件的加工方法和要求相同。对热处理 后不再加工的部位，应充分考虑其变形的冷热数据配合。
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切齿
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切齿工序是弧齿锥齿轮加工中最为重要的工序，尤其是作为轮齿 部位最终加工工序时，因为后面没有磨齿工序修正。 （1）弧齿切齿机床是一类专门的机 床。按切削方式可分为 “ 分齿切 削法” （亦称面铣法）和 “连续 切削法 ” （亦称面滚法）。采用 分齿切削法的机床有格里森 No.116 、No.26等，苏式525、 528等及国产Y2250、 Y2280、 YH605等。采用连续切削法的机床 有奥利康SM2等。采用六轴联动全 数控的格里森凤凰系列切齿机和奥 利康C系列切齿机均可以完成上述 两种切削方式。
x=n1=X+R*sinα* cosβ Y y=n =Y 2 z=n3=Z+R*cosα
数控铣削加工步骤
刀轨参数化
获取刀位 文件
ຫໍສະໝຸດ Baidu
将文件分成 相互独立的 块
为所有的 块找出公 共父类
派生
子类对象
CNC加工伞齿轮的优势
1、相比于伞齿刨：能加工锥角大于90度的伞齿轮；
2、相对于五轴机床加工：操作简单，成本低。
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制坯
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（2） 锻坯需经正火处理 ，以消除锻造应力、改善组织和获得良好的 加工切削性能。采用等温正火处理更有利于后续渗碳淬火处理时产品 的金相组织和变形的改善。正火后的硬度值一般规定为 156~207HBS ，合适的硬度值为 160~190HBS，这样有利于降低切 齿的齿面粗糙度和提高刀具的耐用度。 （3）锻坯正火处理后应进行清理，以除去锻坯表面的氧化皮。可采 用抛丸或酸洗处理。酸洗处理可能污染环境，应尽量避免采用。
刀 轴 方 向 矢 量
Z
刀具与节锥面相切 时刀具中心坐标为：
齿轮 O 节锥 顶点
机床平面
X-Y X 每经转动一次后的刀具中 该加工是从齿根处开始加工，之后铣削到齿顶。因此计算刀 其中α为压力角， ν=δ-90°, δ为节锥角，φ 1 φ 2为每铣 齿轮 心坐标 具中心轨迹坐标以节锥面为基准。现采用增大到半径的方式 削一次被加工齿轮绕X和Y轴转动的角度，由齿轮啮 轴线 来实现使得刀具半径增大为 R+1,2M，这样既没有改变刀具中 合原理得出上式。 ε为轴交角。 方向 心的轨迹又能够使得刀具与被加工齿轮完全啮合。
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螺旋锥齿轮
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直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮
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加工工艺路线
制坯
轮坯及安装连接部位的粗、精加工
安装连接部位的精加工
热处理
切齿
研齿
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磷化
光整加工
配对
制坯
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（1）汽车、拖拉机等车辆中使用的弧齿锥齿轮毛坯绝大 多数经模锻制成，材料为低碳合金钢。盘形大轮毛坯采用 碾扩孔工艺、轴类小轮毛坯采用立锻工艺可以降低材料消 耗。
展成加工过程
数控铣削加工步骤
生成程 序导入 机床加 工
数控铣削加工步骤
刀轨参数确定
数控铣削加工步骤
刀轨计算
由于被加工齿轮与盘 确定铣刀 ,毛坯相对 由于刀轨是直接决 铣刀之间的相对展成 位置： 定加工质量的高低， 运动，产形齿轮的节 在编写刀轨文件的过程 因此刀轨的正确与 锥面与被加工齿轮节 中还需要控制刀具中心 否十分重要 锥面啮合作纯滚动， 的位置 盘铣刀到面与被加工 齿面时刻相切
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选择合适的数控机床
直齿锥齿轮数控 加工必要条件
引入合适的专用夹具
选择合适的加工刀具
直齿锥齿轮数控加工条件
数控机床选择
选 用 普 通 数 控 铣 床
直齿锥齿轮数控加工条件
专用夹具设计
直齿锥齿轮数控加工条件
加工刀具选择
刀具的选择原则是强度和加工效率，由于盘铣刀的加工效率和强度能满足加工要求，因 此选择用盘铣刀。不同规格不同形状的齿轮加工刀具也不同
3、利用UG等CAM软件可以进行数控编程仿真，程序经后置处理 可直接用于机床。 4、通过计算机仿真可以减少试切次数，降低生产成本； 5、参数化建模使得程序具有通用性。
螺旋锥齿轮加工工艺
螺旋锥齿轮加工
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在齿轮加工中弧齿锥齿轮的加工是比较复杂的，主要表现在切齿工序 上。 螺旋锥齿轮是成对设计、制造和使用的，所以大 、小（ 主 、从动） 轮的加工工艺是同时考虑的。汽车、拖拉机等车辆中使用的弧齿锥齿 轮大多采用格里森齿制。批量生产的切齿工序多采用 “ 固定安装 法”，并以大轮两齿面为基准，用调整小轮两齿面的加工参数去获得 需要的接触区和啮合侧隙。
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轮坯加工
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（1）轮坯加工可以采用多轴车床工序集中的方法，也可以采用普通 车床和仿形车床用工序分散的方法。采用数控机床工序集中的方法更 能保证轮坯精度。
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轮坯加工
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（2）轮坯加工主要控制面锥角、轮冠距和工艺定位面精度。面锥角 和轮冠距决定了安装在切齿机床夹具上切齿后齿轮的齿深和齿顶高 ， 它直接影响成对齿轮啮合时的底隙和接触区在齿面上的位置，所以面 锥角和轮冠距尺寸的控制与圆柱齿轮齿顶圆尺寸控制要求是相似的 。 为防止轮齿小端可能产生的齿顶 、齿根干涉 ，面锥角公差取+8′，轮 冠距公差取-0.1~0.15mm。成批生产时，应用 “标准齿坯”和齿坯检 验 仪对轮坯进行比较测量。 为保证大轮的切齿安装定位要求，定位平面的平面度应≤ 0.03mm， 粗糙度Ra≤ 1.6μm，并要求在一次装夹中同时加工定位圆孔和平面， 保证圆孔尺寸精度、圆度及圆孔与平面的垂直度。需要注意的是，大 平面上要加工齿轮安装螺钉孔。由于刀具等原因，在大平面螺钉孔口 处可能留有飞边毛刺，所以在齿轮安装螺钉孔加工后再磨大平面是合 理的。
数控铣削加工原理
依然是利用范成法对齿形铣削成形
展成运动原理
2
z1 z12 z22
1
展成运动时，两电机的转角关系为： 展成运动时，两台电机根据要求联动，实现待加工齿轮的复合运动。 加工齿数为 Z1的锥齿轮时： 加工齿数为Z2的齿轮时 分齿时，摇台电机不动，仅由工件头电机转动实现分齿。 以下以加工一对啮合的锥齿轮，齿数为Z1, Z2为例讲解展成运动关系。