第六章 齿轮加工工艺与装备
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1-立柱 2-插齿刀 3-工件 4-工作台 5-床身
§6-1 齿轮加工工艺装备
（2）插齿机的运动
1）主运动。插齿刀做上下往复运动，向下为切削运动，向上 返回为退刀运动。
2）展成运动。在加工过程中，要求插齿刀和工件保持一对齿 轮的啮合关系，即刀齿转过一个齿，工件应准确地转过一个齿， 即nw/n0 = z0/zw（z0、zw 分别为刀具和工件的齿数）。刀具 和工件的运动组成复合运动——展成运动。
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）齿轮滚刀的选择。齿轮滚刀的选择与被加工齿轮的齿数无 关，只要求刀具的法向模数和法向齿形角与被加工齿轮的相应 参数相同即可。 （2）插齿刀 1）插齿刀的主要类型及应用
a）盘形插齿刀 b）碗形插齿刀 c）锥柄插齿刀
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）插齿刀的精度及其结构。插齿刀的精度等级有AA、A、B 级 三种，在正常的工艺条件下，分别用于6、7、8 级精度齿轮的 加工。无论何种类型和精度等级的插齿刀，其几何表面和切削 参数的形成都是相同的。
2. 常用齿轮加工刀具 （1）齿轮滚刀：齿轮滚刀是根据螺旋齿轮啮合原理，用展成 法加工齿轮的刀具。
§6-1 齿轮加工工艺装备
1）滚刀的结构和基本尺寸。滚刀的结构分为整体式、镶片式 和可转位式等类型。
滚刀的基本尺寸参数有外圆直径D、内圆直径d、长度L 及 容屑槽数。滚刀的精度等级有AAA、AA、A、B、C 级。
§6-2 齿轮加工方法
锥面砂轮磨齿工作原理 a）磨齿槽1 右侧面 b）磨齿槽1 左侧面 c）磨齿槽2 右侧面
Ⅰ—锥面砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件
§6-2 齿轮加工方法
双碟形砂轮磨齿工作原理 a）碟形砂轮磨齿的工作运动 b）滚圆盘与钢带机构
Ⅰ—砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件 1—工作台 2—滑座 3—支架 4—导轨 5—滚圆盘 6—钢带 7—
§6-1 齿轮加工工艺装备
二、齿轮加工机床
1. 滚齿机 （1）滚齿机的应用及其主要部件
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
§6-1 齿轮加工工艺装备
（2）滚齿机的运动
1）主运动。主运动是滚刀的旋转运动v 刀。
2）展成运动。展成运动是滚刀和工件 的啮合运动。为了得到所需的齿廓和 齿轮齿数，两者需按严格的传动比关 系进行啮合。即刀具每转一转时，工 件相应地转过k/z 转。k 为滚刀的头数， z 为工件的齿数。
（3）剃齿的工艺特点 1）剃齿加工生产效率高。 2）剃齿加工对齿轮切向误差的修正能力差。 3）剃齿加工能有效修正齿轮的齿形误差和基节误差。 4）剃齿刀价格昂贵。
§6-2 齿轮加工方法
2. 珩齿
（1）珩齿的工作原理
珩齿是用于加工淬硬齿面的精加工方法。其运动关系与剃 齿相同，所不同的是所用的刀具不是金属的剃齿刀，而是用金 刚砂磨料加环氧树脂等材料作结合剂浇注或热压而成的塑料 齿轮——珩磨轮。在珩磨轮与工件“自由啮合”的过程中，珩 磨轮以齿面密布的磨粒在一定的压力和相对滑移速度下进行切 削。
3）径向进给运动。为使插齿刀逐渐切至工件齿全深，插齿刀 在圆周进给的同时必须做径向进给。径向进给量是插齿刀每往 复一次径向移动的距离。
4）圆周进给运动。圆周进给运动是插齿刀的回转运动。
§6-1 齿轮加工工艺装备
5）让刀运动。为了避免插齿刀在回程时擦伤已加工表面及减 少刀具的磨损，刀具和工件之间应让开一段距离，而在插齿刀 重新向下工作行程时，应立即恢复到原位，这种让刀和恢复的 动作称为让刀运动。
§6-2 齿轮加工方法
§6-2 齿轮加工方法
一、成形法铣齿
1. 铣齿的工作原理 铣削直齿圆柱齿轮时，工件安装在分度头上，铣刀旋转对
工件进行切削加工，工作台做直线进给运动，加工完一个齿 槽，由分度头将工件转过一个齿，再加工另一个齿槽，依次 加工出所有的齿槽。铣削斜齿圆柱齿轮时，工作台偏转一个 角度β ，使其等于齿轮的螺旋角，工件随工作台进给的同时， 由分度头带动做附加转动形成螺旋运动。
§6-2 齿轮加工方法
插齿的工作原理 a）插齿加工 b）齿形的形成
2. 插齿加工的特点 （1）齿形精度比滚齿高。（2）齿面的表面粗糙度值小。 （3）运动精度低于滚齿。（4）齿向偏差比滚齿大。 （5）插齿的生产效率比滚齿低。 （6）插齿适用于加工滚 齿不能加工的内齿轮、双联或多联齿轮、齿条、扇形齿轮。
三、齿轮加工刀具
1. 齿轮加工刀具分类
a）齿轮滚刀b）盘形直齿插齿刀c）锥柄直齿插齿刀d）渐开线内花键插齿刀e）盘形剃齿刀
§6-1 齿轮加工工艺装备
（1）按齿形加工原理分类 按齿形加工原理不同，齿轮加工刀具可分为成型齿轮刀具
和展成齿轮刀具两大类。
（2）按被加工齿轮的类型分类
1）加工渐开线圆柱齿轮的刀具。 2）加工锥齿轮刀具。 3）加工蜗轮的刀具。 4）加工非渐开线齿轮的刀具。
（2）珩齿的特点
1）表面质量较高。2）珩齿修正误差的能力较差。3）与剃齿 相比，珩磨轮的齿形简单，容易获得高精度的齿形。4）生产 效率高。
§6-2 齿轮加工方法
（3）珩齿的应用：由于珩齿修正误差的能力不强，一般主要 用于减小齿轮热处理后的表面粗糙度值，可加工Ra 1.6 ～ 0.4 μm 的7 级精度的淬火齿轮，常采用滚齿—剃齿—齿部淬火—修 整基准—珩齿的齿廓加工路线。
§6-2 齿轮加工方法
图6-13 滚齿工作原理 a）螺旋齿轮啮合 b）蜗杆蜗轮啮合 c）滚刀滚齿
2. 滚齿加工的特点 （1）由于滚齿采用展成法加工，因此一把滚刀可以加工与 其模数、齿形角相同的不同齿数的齿轮，适应性好，大大扩 大了齿轮的加工范围。 （2）由于滚齿是连续切削，无空行程损失，并可采用多线 滚刀提高粗滚齿的效率，使生产效率得到提高。
3）插齿刀的选择。插齿刀可用于加工直齿、斜齿、人字齿等 圆柱齿轮，特别能加工内齿轮、齿条、多联齿轮和无空刀槽的 人字齿轮等
直齿外插齿刀加工齿轮时的选用方法。 ①选用已有的或标准的插齿刀，要求插齿刀的模数m、齿形角
α 和齿高系数h 应与被加工齿轮的相应参数相同。
②测出插齿刀前端面的公法线长度，再计算出插齿刀的变位系 数，以满足被加工齿轮的要求
§6-3 圆柱齿轮加工工艺方法
二、齿坯加工及定位基准的选择
圆柱齿轮的加工工艺过程：毛坯制造—齿坯热处理—齿坯 加工—齿形粗加工—精基准修整—齿形精加工—检验。
1. 齿坯加工 （1）中、小批量生产的齿坯的工艺路线：先粗加工外圆、端 面和孔—精加工孔—用心轴装夹精车各端面和外圆。 （2）大批大量生产的齿坯的工艺路线：以毛坯、外圆及端面 定位，粗车端面，钻孔、扩孔—以端面支撑进行拉孔—以孔定 位精车外圆端面、车槽、倒角等。
工件 8—砂轮 9—主轴
§6-2 齿轮加工方法
蜗杆砂轮磨齿工作原理
§6-3 圆柱齿轮加工工艺方法
一、齿轮精度等级及其选用
为了适应不同齿轮传动精度的要求，国家标准《圆柱齿轮 精度制 第1 部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值》 （GB/T 10095.1—2008）对圆柱齿轮规定了13 个精度等级，其 中0 级是最高的精度等级，而12 级是最低的精度等级。
§6-2 齿轮加工方法
（3）滚齿时，一般都使用滚刀一周多点的刀齿参与切削， 工件上所有的齿槽都是由这些刀齿切出来的，因而被切齿轮的齿 距偏差小。 （4）滚齿加工出来的齿廓表面质量比插齿加工差一些。 （5）滚齿加工主要用于直齿、斜齿圆柱齿轮或蜗轮的加工，不 能加工内齿轮和多联齿轮。
三、展成法插齿
1. 插齿的工作原理
§6-1 齿轮加工工艺装备
四、滚刀的安装
加工直齿圆柱齿轮时，刀具的安装角方向和工件的旋转方 向如图所示。
a）用右旋滚齿刀加工齿轮 b）用左旋滚齿刀加工齿轮
§6-1 齿轮加工工艺装 ±λ ， 其中β 为 螺旋角
a、c）刀具与工件的旋向一致 b、d）刀具与工件的旋向相反
机械制造工艺与设备
第六章
齿轮加工 工艺与装
备
§6-1 齿轮加工工艺装备
一、齿轮加工概述
齿轮是传递运动和动力的重要零件，它具有传动比准确、 传动力大、效率高、结构紧凑及可靠耐用等优点，因此得到广 泛的应用。常见的齿轮有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿 锥齿轮、人字齿圆柱齿轮等。
a）直齿圆柱齿轮 b）斜齿圆柱齿轮 c）直齿锥齿轮 d）人字齿圆柱齿轮
3. 磨齿 （1）成形法磨齿：成形法磨齿与成形法铣齿相同，只是将砂 轮修整成与齿轮齿间相吻合的形状，然后对齿轮的齿间进行磨 削。
（2）展成法磨齿：展成法磨齿的实质是根据齿条与齿轮啮合 的原理，将砂轮的工作面修成假想齿条的一个侧面或一个齿， 按齿条的节线和齿轮的节圆做纯滚动的关系进行磨齿。
根据砂轮的形式，磨齿可分为锥面砂轮磨齿法、双碟形砂 轮磨齿法和蜗杆砂轮磨齿法。
插齿是利用一对圆柱齿轮的啮合关系原理进行加工的。插齿 时，插齿刀以其内孔和锥柄紧固在插齿机的主轴上，并做上下往 复的切削运动，同时使插齿刀和齿轮坯之间按一对圆柱齿轮的啮 合关系运动，插齿刀在每往复行程中切去一定的金属，并在与工 件做强制的无间隙啮合运动（展成运动）过程中形成工件的齿形。 这个齿形就是插齿刀的齿廓相对于工件运动轨迹的包络线。
2. 定位基准的选择 齿形加工时要满足基准重合原则，使齿轮的装配基准、测量基 准和定位基准重合，且在整个加工过程中尽可能保持基准统一
§6-3 圆柱齿轮加工工艺方法
3. 齿形加工方法的选择
常见齿轮的加工工艺路线如下： （1）对于8 级精度以下的调质齿轮，用滚齿或插齿能满足要 求，对于淬火齿轮可采用滚齿或插齿—热处理（淬火）—修整 内孔的加工方案。热处理前齿形加工精度应提高一级。 （2）对于6 ～ 7 级精度齿轮有以下两种加工方案： 1）滚齿（或插齿）—剃齿—热处理（淬火）—修整基准—珩 齿，这种加工方式生产效率高，适用于大批量生产的淬硬齿 轮。 2）对于精度为3 ～ 6 级的淬硬齿轮可采用滚齿（或插齿）— 热处理（淬火）—磨齿的加工方案，这种方案适用于较小批 量、精度较高的齿轮加工。
§6-2 齿轮加工方法
2. 齿轮铣刀的选择 常用的成形铣刀有盘形齿轮铣刀和指状齿轮铣刀，后者
适用于加工大模数（m= 8 ～ 40 mm）的直齿、斜齿齿轮，特 别是人字齿齿轮。
3. 铣齿加工的特点
（1）铣齿的加工精度低。 （2）铣齿的生产效率低，因为铣齿的切削过程是间断性进行的。 （3）铣齿加工不会出现根切现象，所以适用于加工齿数少于14 的齿轮。 （4）设备费用低，在普通铣床上即可完成，并能加工齿条。 （5）适用于单件、小批量生产和修配加工精度不高的齿轮。
3）垂直进给运动。为了切出工件整个齿宽上的齿形，滚刀沿 工件的轴线方向做进给运动，垂直进给量为fa（mm/r），即 工件每转一转，滚刀沿工件轴向方向的进给量
§6-1 齿轮加工工艺装备
4）附加运动。在加工斜齿圆柱齿轮时，为了形成螺旋线齿槽， 当滚刀垂直进给时，工件应做附加的回转运动，简称附加运动。 2. 插齿机 （1）插齿机的外形及应用
§6-2 齿轮加工方法
二、展成法滚齿
1. 滚齿的工作原理 滚齿是利用一对轴线互相交叉的螺旋圆柱齿轮相啮合的
原理进行加工的。它基于螺旋齿轮啮合原理，将其中一个看 成滚刀。滚齿的实质相当于蜗杆蜗轮的啮合过程，当滚刀以 一定的切削速度做回转运动时，相当于一排刀齿由上而下进 行切削。同时，要求工件根据齿数的要求按一定的传动比关 系（I 刀坯＝ n 刀/n 坯＝ z 坯/z 刀）做相应的啮合回转运动 （展成运动 ），随着这种复合运动的进行，滚刀依次对工件 切削出数条刀痕的包络线，形成工件的齿形。另外，刀具沿 齿宽方向轴向进给，就能在齿坯上依次切削出齿槽。
§6-2 齿轮加工方法
四、齿面精加工
1. 剃齿 （1）剃齿的工作原理：剃齿是未淬火圆柱齿轮的精加工方法。 其加工过程是由剃齿刀带动工件自由转动并模拟一对螺旋齿轮 做双面间隙啮合运动。
§6-2 齿轮加工方法
（2）剃齿的运动 1）主运动n0。剃齿刀的正反旋转运动为主运动 2）工件的转动nw。工件安装在心轴上，它与剃齿刀啮合，由 剃齿刀带动旋转 3）纵向进给运动f 纵。为了能切出整个齿面，工作台必须做纵 向进给运动 4）径向进给运动f 径。为了保持剃齿刀和工件间有一定的压力， 工作台每两次行程后，剃齿刀对工件做径向进给
§6-1 齿轮加工工艺装备
（2）插齿机的运动
1）主运动。插齿刀做上下往复运动，向下为切削运动，向上 返回为退刀运动。
2）展成运动。在加工过程中，要求插齿刀和工件保持一对齿 轮的啮合关系，即刀齿转过一个齿，工件应准确地转过一个齿， 即nw/n0 = z0/zw（z0、zw 分别为刀具和工件的齿数）。刀具 和工件的运动组成复合运动——展成运动。
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）齿轮滚刀的选择。齿轮滚刀的选择与被加工齿轮的齿数无 关，只要求刀具的法向模数和法向齿形角与被加工齿轮的相应 参数相同即可。 （2）插齿刀 1）插齿刀的主要类型及应用
a）盘形插齿刀 b）碗形插齿刀 c）锥柄插齿刀
§6-1 齿轮加工工艺装备
2）插齿刀的精度及其结构。插齿刀的精度等级有AA、A、B 级 三种，在正常的工艺条件下，分别用于6、7、8 级精度齿轮的 加工。无论何种类型和精度等级的插齿刀，其几何表面和切削 参数的形成都是相同的。
2. 常用齿轮加工刀具 （1）齿轮滚刀：齿轮滚刀是根据螺旋齿轮啮合原理，用展成 法加工齿轮的刀具。
§6-1 齿轮加工工艺装备
1）滚刀的结构和基本尺寸。滚刀的结构分为整体式、镶片式 和可转位式等类型。
滚刀的基本尺寸参数有外圆直径D、内圆直径d、长度L 及 容屑槽数。滚刀的精度等级有AAA、AA、A、B、C 级。
§6-2 齿轮加工方法
锥面砂轮磨齿工作原理 a）磨齿槽1 右侧面 b）磨齿槽1 左侧面 c）磨齿槽2 右侧面
Ⅰ—锥面砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件
§6-2 齿轮加工方法
双碟形砂轮磨齿工作原理 a）碟形砂轮磨齿的工作运动 b）滚圆盘与钢带机构
Ⅰ—砂轮 Ⅱ—假想齿条 Ⅲ—工件 1—工作台 2—滑座 3—支架 4—导轨 5—滚圆盘 6—钢带 7—
§6-1 齿轮加工工艺装备
二、齿轮加工机床
1. 滚齿机 （1）滚齿机的应用及其主要部件
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
§6-1 齿轮加工工艺装备
（2）滚齿机的运动
1）主运动。主运动是滚刀的旋转运动v 刀。
2）展成运动。展成运动是滚刀和工件 的啮合运动。为了得到所需的齿廓和 齿轮齿数，两者需按严格的传动比关 系进行啮合。即刀具每转一转时，工 件相应地转过k/z 转。k 为滚刀的头数， z 为工件的齿数。
（3）剃齿的工艺特点 1）剃齿加工生产效率高。 2）剃齿加工对齿轮切向误差的修正能力差。 3）剃齿加工能有效修正齿轮的齿形误差和基节误差。 4）剃齿刀价格昂贵。
§6-2 齿轮加工方法
2. 珩齿
（1）珩齿的工作原理
珩齿是用于加工淬硬齿面的精加工方法。其运动关系与剃 齿相同，所不同的是所用的刀具不是金属的剃齿刀，而是用金 刚砂磨料加环氧树脂等材料作结合剂浇注或热压而成的塑料 齿轮——珩磨轮。在珩磨轮与工件“自由啮合”的过程中，珩 磨轮以齿面密布的磨粒在一定的压力和相对滑移速度下进行切 削。
3）径向进给运动。为使插齿刀逐渐切至工件齿全深，插齿刀 在圆周进给的同时必须做径向进给。径向进给量是插齿刀每往 复一次径向移动的距离。
4）圆周进给运动。圆周进给运动是插齿刀的回转运动。
§6-1 齿轮加工工艺装备
5）让刀运动。为了避免插齿刀在回程时擦伤已加工表面及减 少刀具的磨损，刀具和工件之间应让开一段距离，而在插齿刀 重新向下工作行程时，应立即恢复到原位，这种让刀和恢复的 动作称为让刀运动。
§6-2 齿轮加工方法
§6-2 齿轮加工方法
一、成形法铣齿
1. 铣齿的工作原理 铣削直齿圆柱齿轮时，工件安装在分度头上，铣刀旋转对
工件进行切削加工，工作台做直线进给运动，加工完一个齿 槽，由分度头将工件转过一个齿，再加工另一个齿槽，依次 加工出所有的齿槽。铣削斜齿圆柱齿轮时，工作台偏转一个 角度β ，使其等于齿轮的螺旋角，工件随工作台进给的同时， 由分度头带动做附加转动形成螺旋运动。
§6-2 齿轮加工方法
插齿的工作原理 a）插齿加工 b）齿形的形成
2. 插齿加工的特点 （1）齿形精度比滚齿高。（2）齿面的表面粗糙度值小。 （3）运动精度低于滚齿。（4）齿向偏差比滚齿大。 （5）插齿的生产效率比滚齿低。 （6）插齿适用于加工滚 齿不能加工的内齿轮、双联或多联齿轮、齿条、扇形齿轮。
三、齿轮加工刀具
1. 齿轮加工刀具分类
a）齿轮滚刀b）盘形直齿插齿刀c）锥柄直齿插齿刀d）渐开线内花键插齿刀e）盘形剃齿刀
§6-1 齿轮加工工艺装备
（1）按齿形加工原理分类 按齿形加工原理不同，齿轮加工刀具可分为成型齿轮刀具
和展成齿轮刀具两大类。
（2）按被加工齿轮的类型分类
1）加工渐开线圆柱齿轮的刀具。 2）加工锥齿轮刀具。 3）加工蜗轮的刀具。 4）加工非渐开线齿轮的刀具。
（2）珩齿的特点
1）表面质量较高。2）珩齿修正误差的能力较差。3）与剃齿 相比，珩磨轮的齿形简单，容易获得高精度的齿形。4）生产 效率高。
§6-2 齿轮加工方法
（3）珩齿的应用：由于珩齿修正误差的能力不强，一般主要 用于减小齿轮热处理后的表面粗糙度值，可加工Ra 1.6 ～ 0.4 μm 的7 级精度的淬火齿轮，常采用滚齿—剃齿—齿部淬火—修 整基准—珩齿的齿廓加工路线。
§6-2 齿轮加工方法
图6-13 滚齿工作原理 a）螺旋齿轮啮合 b）蜗杆蜗轮啮合 c）滚刀滚齿
2. 滚齿加工的特点 （1）由于滚齿采用展成法加工，因此一把滚刀可以加工与 其模数、齿形角相同的不同齿数的齿轮，适应性好，大大扩 大了齿轮的加工范围。 （2）由于滚齿是连续切削，无空行程损失，并可采用多线 滚刀提高粗滚齿的效率，使生产效率得到提高。
3）插齿刀的选择。插齿刀可用于加工直齿、斜齿、人字齿等 圆柱齿轮，特别能加工内齿轮、齿条、多联齿轮和无空刀槽的 人字齿轮等
直齿外插齿刀加工齿轮时的选用方法。 ①选用已有的或标准的插齿刀，要求插齿刀的模数m、齿形角
α 和齿高系数h 应与被加工齿轮的相应参数相同。
②测出插齿刀前端面的公法线长度，再计算出插齿刀的变位系 数，以满足被加工齿轮的要求
§6-3 圆柱齿轮加工工艺方法
二、齿坯加工及定位基准的选择
圆柱齿轮的加工工艺过程：毛坯制造—齿坯热处理—齿坯 加工—齿形粗加工—精基准修整—齿形精加工—检验。
1. 齿坯加工 （1）中、小批量生产的齿坯的工艺路线：先粗加工外圆、端 面和孔—精加工孔—用心轴装夹精车各端面和外圆。 （2）大批大量生产的齿坯的工艺路线：以毛坯、外圆及端面 定位，粗车端面，钻孔、扩孔—以端面支撑进行拉孔—以孔定 位精车外圆端面、车槽、倒角等。
工件 8—砂轮 9—主轴
§6-2 齿轮加工方法
蜗杆砂轮磨齿工作原理
§6-3 圆柱齿轮加工工艺方法
一、齿轮精度等级及其选用
为了适应不同齿轮传动精度的要求，国家标准《圆柱齿轮 精度制 第1 部分：轮齿同侧齿面偏差的定义和允许值》 （GB/T 10095.1—2008）对圆柱齿轮规定了13 个精度等级，其 中0 级是最高的精度等级，而12 级是最低的精度等级。
§6-2 齿轮加工方法
（3）滚齿时，一般都使用滚刀一周多点的刀齿参与切削， 工件上所有的齿槽都是由这些刀齿切出来的，因而被切齿轮的齿 距偏差小。 （4）滚齿加工出来的齿廓表面质量比插齿加工差一些。 （5）滚齿加工主要用于直齿、斜齿圆柱齿轮或蜗轮的加工，不 能加工内齿轮和多联齿轮。
三、展成法插齿
1. 插齿的工作原理
§6-1 齿轮加工工艺装备
四、滚刀的安装
加工直齿圆柱齿轮时，刀具的安装角方向和工件的旋转方 向如图所示。
a）用右旋滚齿刀加工齿轮 b）用左旋滚齿刀加工齿轮
§6-1 齿轮加工工艺装 ±λ ， 其中β 为 螺旋角
a、c）刀具与工件的旋向一致 b、d）刀具与工件的旋向相反
机械制造工艺与设备
第六章
齿轮加工 工艺与装
备
§6-1 齿轮加工工艺装备
一、齿轮加工概述
齿轮是传递运动和动力的重要零件，它具有传动比准确、 传动力大、效率高、结构紧凑及可靠耐用等优点，因此得到广 泛的应用。常见的齿轮有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、直齿 锥齿轮、人字齿圆柱齿轮等。
a）直齿圆柱齿轮 b）斜齿圆柱齿轮 c）直齿锥齿轮 d）人字齿圆柱齿轮
3. 磨齿 （1）成形法磨齿：成形法磨齿与成形法铣齿相同，只是将砂 轮修整成与齿轮齿间相吻合的形状，然后对齿轮的齿间进行磨 削。
（2）展成法磨齿：展成法磨齿的实质是根据齿条与齿轮啮合 的原理，将砂轮的工作面修成假想齿条的一个侧面或一个齿， 按齿条的节线和齿轮的节圆做纯滚动的关系进行磨齿。
根据砂轮的形式，磨齿可分为锥面砂轮磨齿法、双碟形砂 轮磨齿法和蜗杆砂轮磨齿法。
插齿是利用一对圆柱齿轮的啮合关系原理进行加工的。插齿 时，插齿刀以其内孔和锥柄紧固在插齿机的主轴上，并做上下往 复的切削运动，同时使插齿刀和齿轮坯之间按一对圆柱齿轮的啮 合关系运动，插齿刀在每往复行程中切去一定的金属，并在与工 件做强制的无间隙啮合运动（展成运动）过程中形成工件的齿形。 这个齿形就是插齿刀的齿廓相对于工件运动轨迹的包络线。
2. 定位基准的选择 齿形加工时要满足基准重合原则，使齿轮的装配基准、测量基 准和定位基准重合，且在整个加工过程中尽可能保持基准统一
§6-3 圆柱齿轮加工工艺方法
3. 齿形加工方法的选择
常见齿轮的加工工艺路线如下： （1）对于8 级精度以下的调质齿轮，用滚齿或插齿能满足要 求，对于淬火齿轮可采用滚齿或插齿—热处理（淬火）—修整 内孔的加工方案。热处理前齿形加工精度应提高一级。 （2）对于6 ～ 7 级精度齿轮有以下两种加工方案： 1）滚齿（或插齿）—剃齿—热处理（淬火）—修整基准—珩 齿，这种加工方式生产效率高，适用于大批量生产的淬硬齿 轮。 2）对于精度为3 ～ 6 级的淬硬齿轮可采用滚齿（或插齿）— 热处理（淬火）—磨齿的加工方案，这种方案适用于较小批 量、精度较高的齿轮加工。
§6-2 齿轮加工方法
2. 齿轮铣刀的选择 常用的成形铣刀有盘形齿轮铣刀和指状齿轮铣刀，后者
适用于加工大模数（m= 8 ～ 40 mm）的直齿、斜齿齿轮，特 别是人字齿齿轮。
3. 铣齿加工的特点
（1）铣齿的加工精度低。 （2）铣齿的生产效率低，因为铣齿的切削过程是间断性进行的。 （3）铣齿加工不会出现根切现象，所以适用于加工齿数少于14 的齿轮。 （4）设备费用低，在普通铣床上即可完成，并能加工齿条。 （5）适用于单件、小批量生产和修配加工精度不高的齿轮。
3）垂直进给运动。为了切出工件整个齿宽上的齿形，滚刀沿 工件的轴线方向做进给运动，垂直进给量为fa（mm/r），即 工件每转一转，滚刀沿工件轴向方向的进给量
§6-1 齿轮加工工艺装备
4）附加运动。在加工斜齿圆柱齿轮时，为了形成螺旋线齿槽， 当滚刀垂直进给时，工件应做附加的回转运动，简称附加运动。 2. 插齿机 （1）插齿机的外形及应用
§6-2 齿轮加工方法
二、展成法滚齿
1. 滚齿的工作原理 滚齿是利用一对轴线互相交叉的螺旋圆柱齿轮相啮合的
原理进行加工的。它基于螺旋齿轮啮合原理，将其中一个看 成滚刀。滚齿的实质相当于蜗杆蜗轮的啮合过程，当滚刀以 一定的切削速度做回转运动时，相当于一排刀齿由上而下进 行切削。同时，要求工件根据齿数的要求按一定的传动比关 系（I 刀坯＝ n 刀/n 坯＝ z 坯/z 刀）做相应的啮合回转运动 （展成运动 ），随着这种复合运动的进行，滚刀依次对工件 切削出数条刀痕的包络线，形成工件的齿形。另外，刀具沿 齿宽方向轴向进给，就能在齿坯上依次切削出齿槽。
§6-2 齿轮加工方法
四、齿面精加工
1. 剃齿 （1）剃齿的工作原理：剃齿是未淬火圆柱齿轮的精加工方法。 其加工过程是由剃齿刀带动工件自由转动并模拟一对螺旋齿轮 做双面间隙啮合运动。
§6-2 齿轮加工方法
（2）剃齿的运动 1）主运动n0。剃齿刀的正反旋转运动为主运动 2）工件的转动nw。工件安装在心轴上，它与剃齿刀啮合，由 剃齿刀带动旋转 3）纵向进给运动f 纵。为了能切出整个齿面，工作台必须做纵 向进给运动 4）径向进给运动f 径。为了保持剃齿刀和工件间有一定的压力， 工作台每两次行程后，剃齿刀对工件做径向进给