齿轮工艺员必备的滚刀知识
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十、齿轮运转噪音之对策
齿轮噪音形成的原因有许多，尤其高负荷高转速的运转中，噪音与振动始终是急需要
去克服的问题。兹将减低噪音之要点及对策整理於下，若按照这说明详加注意噪音问
题应可大幅改善。
1.选用良好精度的齿轮
将节距误差、齿形误差、齿沟偏差、齿筋误差改小，则噪音自然会变小。
研磨齿面，除可改善齿轮各个精度外，还可改良齿面粗度。故对减低噪音
70-80
M35磨后不镀
60-70
M35不镀
50-60
六、滚齿工艺误差分析
齿轮的加工误差来源于齿坯-机床-刀具工艺系统的各误差。下表列出了其相互影响关系。
No.
工艺误差因素
周节累积误差
基节偏差
齿形误差
齿向误差
齿厚误差
机床方面
1
分度蝸轮偏心
★
2
分度蝸杆周期误差
★
★
3
分度链中间齿轮偏心
★
★
4
机床工作台周期性游动
齿轮工艺员必备的滚刀知识
一、齿轮滚刀概念
△齿软滚刀实质上是一个渐开线圆柱斜齿轮，其齿数很少（常见的为一齿），而螺旋角很大（接近90度），故外型不象齿轮而呈蝸杆状（该蝸杆称之为滚刀的基本蝸杆）。
△常见的大部份滚刀的基本蝸杆为阿基米德蝸杆。
△齿轮滚刀端面上标志mα是为mnαn HSS为高工钢D+F为切深。
8
切深误差
★
七、滚刀安装：
滚刀安装应根据压力角、模数、精度以及刀杆直径选择相应的滚刀，滚刀在刀杆安装夹紧后，应使用百分表，检查滚刀上两个凸台的径向跳动（有些滚刀只有一个凸台），两凸台的跳动方向和数值应尽可能一致，以避免滚滚刀安装的偏斜。根据加工零件的不同精度等级，滚刀安装允许的径向跳动值为：（依GB精度）
氮铝化钛
3300
0.30-0.35
-1.3/-1.5
900
紫灰色
纳米-结构
8
TiCN+TiN
碳氮化钛+氮化钛
3000
0.40
-4.0
400
金黄色
多层，倾
斜的
9
TiAlN+ WC/C
氮铝化钛+碳化钨/碳
3000
0.15-0.20
-1.7/-2Fra Baidu bibliotek0
800
深灰色
多层的，薄
板状的
10
DLC(a-C:H)
2500
m<3可一刀切至全齿深，m3-6分二刀切m>6分三刀切。
高速滚刀的速度可提高，一般V在80 m/min以上，但须在CNC滚床上滚。
V=πnD/1000 m/min
n滚刀转速1/min
D滚刀外径mm
滚齿可采用顺滚或逆滚，一般采用逆滚(由上向下滚)较多。
逆滚切削时振动小，切削平稳，当机床走刀机构存在间隙时，刀齿也不会断裂或崩刀，但刀具易磨钝；刀齿切出时毛刺较大。
消除齿面上的碰伤或打痕。
4.适当的齿隙
若为脉动性的传动，则较小的齿隙对噪音的降低有帮助。
一般较均衡性的负荷，齿隙略大对噪音降低有利。
5.较大的咬合率
咬合率越大噪音越小因此减小压力角或加高齿深均可以增加咬合率。
重叠率加大也可以降低噪音，因此螺旋齿轮比正齿轮噪音小。
6.较小的齿轮
采用较的小模数及较小的外径
△滚齿时滚刀转一圈，齿轮转n齿(n为滚刀头数常为1)。
△滚刀常用精度为AA A B可加工7至9级齿轮。精度有GB JB企标之分，以GB精度最高(与ISO等效)。
△加工齿数较多的齿轮时，滚刀应长些，否则刀子易磨损，若用较短的滚刀则应增加切削锥，以减轻负荷。
△标谁齿轮滚刀是用来加工ha*=1 C*=0.25αn=20度的渐开线圆柱外齿轮。齿轮可以是变位的或不变位的，可以是斜齿或直齿。
△只要滚刀的基节和工件的基节相等，且滚刀齿深足够，且该滚刀就可加工该工件，不必拘宜于非要mα对应相等。
二、普通齿轮滚刀的结构尺寸
表一国内工具厂常用的小结构尺寸mm
1
50
40
22
1.25
1.5
55
45
1.75
2
50
2.25
60
2.5
65
55
2.75
3
70
60
27
3.25
75
65
3.5
70
3.75
80
70
★
5
进给丝杆的周期误差
★
6
刀架道轨的倾斜
★
7
机床工作心轴的跳动
★
滚刀方面
1
前刃面径向性误差
★
★
2
容屑槽周节累积误差
★
3
前刃面导程误差
★
★
4
齿形角制造误差
★
★
5
齿距误差
★
★
安装方面
1
齿坯安装偏心
★
2
齿坯安装倾斜
★
★
3
滚刀安装径跳轴跳
★
4
工件径向跳动
5
工件端面跳动
★
★
6
分度挂轮误差
★
★
7
差动挂轮误差
★
★
有很好的效果。
2.采用光滑的齿面
研磨、擦磨（Lapping）、砥磨（Honing）均可达到很理想齿面粗度，另在
油中热身一段时间也可以改善齿面粗度，这对噪音均有降低作用。
3.正确的齿面接触
实施齿面鼓形加工（Crowing）或削端加工（Relieving）防止单片接触，
噪音自然会降低。
适当的齿顶修缘对降低噪音也有效。
2) ASP 2052(ASP52)
3) ASP 2060(ASP60)
四、涂层种类
No
涂层材料
微硬度
（HV）*
针对钢材的摩
擦系数（干性）
内应力
（Gpa）*
最大适用温度
（摄氏）*
涂层
颜色
涂层结构
1
TIN氮化鈦
2300
0.40
-2.5
600
金黄色
单层
2
AlCrN
氮铬化铝
3200
0.35
-3.0
1100
Per-shaving 2008.09.21
4
75
4.25
85
80
4.5
85
5
90
90
5.5
100
95
32
6
105
100
6.5
110
7
115
105
8
125
115
9
140
130
40
10
150
135
表二GB6084规定的结构尺寸(普通型)mm
1
50
32
22
1.25
1.5
40
1.75
63
50
27
2
2.25
71
55
2.5
2.75
63
3
3.25
80
71
0.10-0.20
350
黑灰色
单层
11
TiAlN
氮铝化钛
3300
0.25
-1.3/1.5
900
紫灰色
纳米-结构
12
TiAlN
氮铝化钛
3300
0.40
-3.0/-3.5
900
蓝灰色
纳米-结构
13
TiAlN
氮铝化钛
3500
0.40
-4.0
800
紫灰色
单层
*依赖于应用于测试条件
五、刀具在使用前后及镀层前后的速度关系表（以一般碳钢为例）
顺滚刀具寿命长，消耗小，但机床的走刀机构必须要有消除走刀丝杆与螺母间隙的装置，否则易使滚刀产功率生断裂或崩刃，同时要求机床的刚性较高。
九、滚齿单件工时计算
T=Z(b+8)/Nns min
T滚齿单件工时min (不包括辅助时间)
Z齿轮齿数
N滚刀头数
n滚齿转速1/min
s走刀量mm/per
8滚齿时刀子的过头量，可修正。
滚切7、8级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.01mm。
当滚刀径向跳动超过允许值不大时，可以松开滚刀紧固螺冒，转动滚刀或垫圈，再重新夹紧进行检查。反复多次直至到达滚刀的安装精度要求。
、
八、切削规范
切削规范主要包括切削速度V走刀量S及吃刀深度t
切削规范与刀具寿命关系密切，刀具一般磨损达0.2-0.3mm左右时应及时刃磨，从刃磨一次可加工一个班的观点出发，传动滚刀的V=30-40 m/min左右，S=0.75-1.25 mm/per
蓝灰色
单层
3
TiCN
碳氮化钛
3000
0.40
-4.0
400
蓝灰色
多层，倾
斜的
4
WC/C
碳化钨/碳
1000/2000
0.10-0.20
-1.0
300
黑灰色
薄板状的
5
CrN氮化铬
1750
0.50
-1.5/-2.0
700
银灰色
单层
6
多晶体金刚石
8000-
10000
0.15-0.20
600
浅灰色
单层
7
TiAlN
7.较高的刚性
加宽齿幅，高刚性的形状对噪音的降低有利。
加强齿轮箱及轴类的刚性。
8.采用振动渐衰率高的材质
若为轻负荷低回转的齿轮，采用塑胶齿轮是很好的选择，但要注意温度上
升问题。
铸铁齿轮比钢齿轮对降低噪音有效。
9.适当的润滑
实施充分的润滑。
粘度高的润滑油噪音较低。
10.低速运转及低负荷
齿轮的转速尽量压低，负荷尽量减轻可减少噪音。
32
3.5
3.75
90
80
4
4.5
90
5
100
100
5.5
112
112
40
6
6.5
118
118
7
125
8
125
132
9
140
150
10
150
170
50
三、滚刀常用材料
1.钨钢（硬质合金）
2、普通高速钢（M2）
3.钴高速钢（M35M42）(SKH55)
4.粉末冶金高速钢：
1) ASP 2030(ASP30)
刀具
滚削转速m/min
刮削转速m/min
钨钢+镀层
150-250
150-180
钨钢磨后不镀
120-150
100-120
ASP60+镀层
120-180
ASP60磨后不镀
80-120
ASP60不镀
80-100
ASP30+镀层
100-150
ASP30磨后不镀
70-100
ASP30不镀
60-90
M35+镀层
齿轮噪音形成的原因有许多，尤其高负荷高转速的运转中，噪音与振动始终是急需要
去克服的问题。兹将减低噪音之要点及对策整理於下，若按照这说明详加注意噪音问
题应可大幅改善。
1.选用良好精度的齿轮
将节距误差、齿形误差、齿沟偏差、齿筋误差改小，则噪音自然会变小。
研磨齿面，除可改善齿轮各个精度外，还可改良齿面粗度。故对减低噪音
70-80
M35磨后不镀
60-70
M35不镀
50-60
六、滚齿工艺误差分析
齿轮的加工误差来源于齿坯-机床-刀具工艺系统的各误差。下表列出了其相互影响关系。
No.
工艺误差因素
周节累积误差
基节偏差
齿形误差
齿向误差
齿厚误差
机床方面
1
分度蝸轮偏心
★
2
分度蝸杆周期误差
★
★
3
分度链中间齿轮偏心
★
★
4
机床工作台周期性游动
齿轮工艺员必备的滚刀知识
一、齿轮滚刀概念
△齿软滚刀实质上是一个渐开线圆柱斜齿轮，其齿数很少（常见的为一齿），而螺旋角很大（接近90度），故外型不象齿轮而呈蝸杆状（该蝸杆称之为滚刀的基本蝸杆）。
△常见的大部份滚刀的基本蝸杆为阿基米德蝸杆。
△齿轮滚刀端面上标志mα是为mnαn HSS为高工钢D+F为切深。
8
切深误差
★
七、滚刀安装：
滚刀安装应根据压力角、模数、精度以及刀杆直径选择相应的滚刀，滚刀在刀杆安装夹紧后，应使用百分表，检查滚刀上两个凸台的径向跳动（有些滚刀只有一个凸台），两凸台的跳动方向和数值应尽可能一致，以避免滚滚刀安装的偏斜。根据加工零件的不同精度等级，滚刀安装允许的径向跳动值为：（依GB精度）
氮铝化钛
3300
0.30-0.35
-1.3/-1.5
900
紫灰色
纳米-结构
8
TiCN+TiN
碳氮化钛+氮化钛
3000
0.40
-4.0
400
金黄色
多层，倾
斜的
9
TiAlN+ WC/C
氮铝化钛+碳化钨/碳
3000
0.15-0.20
-1.7/-2Fra Baidu bibliotek0
800
深灰色
多层的，薄
板状的
10
DLC(a-C:H)
2500
m<3可一刀切至全齿深，m3-6分二刀切m>6分三刀切。
高速滚刀的速度可提高，一般V在80 m/min以上，但须在CNC滚床上滚。
V=πnD/1000 m/min
n滚刀转速1/min
D滚刀外径mm
滚齿可采用顺滚或逆滚，一般采用逆滚(由上向下滚)较多。
逆滚切削时振动小，切削平稳，当机床走刀机构存在间隙时，刀齿也不会断裂或崩刀，但刀具易磨钝；刀齿切出时毛刺较大。
消除齿面上的碰伤或打痕。
4.适当的齿隙
若为脉动性的传动，则较小的齿隙对噪音的降低有帮助。
一般较均衡性的负荷，齿隙略大对噪音降低有利。
5.较大的咬合率
咬合率越大噪音越小因此减小压力角或加高齿深均可以增加咬合率。
重叠率加大也可以降低噪音，因此螺旋齿轮比正齿轮噪音小。
6.较小的齿轮
采用较的小模数及较小的外径
△滚齿时滚刀转一圈，齿轮转n齿(n为滚刀头数常为1)。
△滚刀常用精度为AA A B可加工7至9级齿轮。精度有GB JB企标之分，以GB精度最高(与ISO等效)。
△加工齿数较多的齿轮时，滚刀应长些，否则刀子易磨损，若用较短的滚刀则应增加切削锥，以减轻负荷。
△标谁齿轮滚刀是用来加工ha*=1 C*=0.25αn=20度的渐开线圆柱外齿轮。齿轮可以是变位的或不变位的，可以是斜齿或直齿。
△只要滚刀的基节和工件的基节相等，且滚刀齿深足够，且该滚刀就可加工该工件，不必拘宜于非要mα对应相等。
二、普通齿轮滚刀的结构尺寸
表一国内工具厂常用的小结构尺寸mm
1
50
40
22
1.25
1.5
55
45
1.75
2
50
2.25
60
2.5
65
55
2.75
3
70
60
27
3.25
75
65
3.5
70
3.75
80
70
★
5
进给丝杆的周期误差
★
6
刀架道轨的倾斜
★
7
机床工作心轴的跳动
★
滚刀方面
1
前刃面径向性误差
★
★
2
容屑槽周节累积误差
★
3
前刃面导程误差
★
★
4
齿形角制造误差
★
★
5
齿距误差
★
★
安装方面
1
齿坯安装偏心
★
2
齿坯安装倾斜
★
★
3
滚刀安装径跳轴跳
★
4
工件径向跳动
5
工件端面跳动
★
★
6
分度挂轮误差
★
★
7
差动挂轮误差
★
★
有很好的效果。
2.采用光滑的齿面
研磨、擦磨（Lapping）、砥磨（Honing）均可达到很理想齿面粗度，另在
油中热身一段时间也可以改善齿面粗度，这对噪音均有降低作用。
3.正确的齿面接触
实施齿面鼓形加工（Crowing）或削端加工（Relieving）防止单片接触，
噪音自然会降低。
适当的齿顶修缘对降低噪音也有效。
2) ASP 2052(ASP52)
3) ASP 2060(ASP60)
四、涂层种类
No
涂层材料
微硬度
（HV）*
针对钢材的摩
擦系数（干性）
内应力
（Gpa）*
最大适用温度
（摄氏）*
涂层
颜色
涂层结构
1
TIN氮化鈦
2300
0.40
-2.5
600
金黄色
单层
2
AlCrN
氮铬化铝
3200
0.35
-3.0
1100
Per-shaving 2008.09.21
4
75
4.25
85
80
4.5
85
5
90
90
5.5
100
95
32
6
105
100
6.5
110
7
115
105
8
125
115
9
140
130
40
10
150
135
表二GB6084规定的结构尺寸(普通型)mm
1
50
32
22
1.25
1.5
40
1.75
63
50
27
2
2.25
71
55
2.5
2.75
63
3
3.25
80
71
0.10-0.20
350
黑灰色
单层
11
TiAlN
氮铝化钛
3300
0.25
-1.3/1.5
900
紫灰色
纳米-结构
12
TiAlN
氮铝化钛
3300
0.40
-3.0/-3.5
900
蓝灰色
纳米-结构
13
TiAlN
氮铝化钛
3500
0.40
-4.0
800
紫灰色
单层
*依赖于应用于测试条件
五、刀具在使用前后及镀层前后的速度关系表（以一般碳钢为例）
顺滚刀具寿命长，消耗小，但机床的走刀机构必须要有消除走刀丝杆与螺母间隙的装置，否则易使滚刀产功率生断裂或崩刃，同时要求机床的刚性较高。
九、滚齿单件工时计算
T=Z(b+8)/Nns min
T滚齿单件工时min (不包括辅助时间)
Z齿轮齿数
N滚刀头数
n滚齿转速1/min
s走刀量mm/per
8滚齿时刀子的过头量，可修正。
滚切7、8级精度齿轮，A、B处允许的径向跳动值为0.01mm。
当滚刀径向跳动超过允许值不大时，可以松开滚刀紧固螺冒，转动滚刀或垫圈，再重新夹紧进行检查。反复多次直至到达滚刀的安装精度要求。
、
八、切削规范
切削规范主要包括切削速度V走刀量S及吃刀深度t
切削规范与刀具寿命关系密切，刀具一般磨损达0.2-0.3mm左右时应及时刃磨，从刃磨一次可加工一个班的观点出发，传动滚刀的V=30-40 m/min左右，S=0.75-1.25 mm/per
蓝灰色
单层
3
TiCN
碳氮化钛
3000
0.40
-4.0
400
蓝灰色
多层，倾
斜的
4
WC/C
碳化钨/碳
1000/2000
0.10-0.20
-1.0
300
黑灰色
薄板状的
5
CrN氮化铬
1750
0.50
-1.5/-2.0
700
银灰色
单层
6
多晶体金刚石
8000-
10000
0.15-0.20
600
浅灰色
单层
7
TiAlN
7.较高的刚性
加宽齿幅，高刚性的形状对噪音的降低有利。
加强齿轮箱及轴类的刚性。
8.采用振动渐衰率高的材质
若为轻负荷低回转的齿轮，采用塑胶齿轮是很好的选择，但要注意温度上
升问题。
铸铁齿轮比钢齿轮对降低噪音有效。
9.适当的润滑
实施充分的润滑。
粘度高的润滑油噪音较低。
10.低速运转及低负荷
齿轮的转速尽量压低，负荷尽量减轻可减少噪音。
32
3.5
3.75
90
80
4
4.5
90
5
100
100
5.5
112
112
40
6
6.5
118
118
7
125
8
125
132
9
140
150
10
150
170
50
三、滚刀常用材料
1.钨钢（硬质合金）
2、普通高速钢（M2）
3.钴高速钢（M35M42）(SKH55)
4.粉末冶金高速钢：
1) ASP 2030(ASP30)
刀具
滚削转速m/min
刮削转速m/min
钨钢+镀层
150-250
150-180
钨钢磨后不镀
120-150
100-120
ASP60+镀层
120-180
ASP60磨后不镀
80-120
ASP60不镀
80-100
ASP30+镀层
100-150
ASP30磨后不镀
70-100
ASP30不镀
60-90
M35+镀层