學習情境5圓柱齒輪的機械加工工藝卡片設計

1、機械制造工藝學 學習情境學習情境5 5 圓柱齒輪的機械加工圓柱齒輪的機械加工 工藝卡片設計工藝卡片設計 機械制造工藝學 給定任務：給定任務： 圖圖5-1所示為成批生產(chǎn)，材料為所示為成批生產(chǎn)，材料為40Cr，精度為，精度為7級的雙聯(lián)圓級的雙聯(lián)圓 柱齒輪；圖柱齒輪；圖5-2所示為小批量生產(chǎn)，材料為所示為小批量生產(chǎn)，材料為40Cr，精度為，精度為6-5-5 的高精度單齒圓柱齒輪。試編制其機械加工工藝過程。的高精度單齒圓柱齒輪。試編制其機械加工工藝過程。 圖圖5-1 雙聯(lián)齒輪雙聯(lián)齒輪 圖圖5-2 高精度齒輪簡圖高精度齒輪簡圖 機械制造工藝學 任務分析：任務分析： 1. 圓圓柱柱齒輪齒輪的功用的功用與結(jié)

2、構與結(jié)構特點特點 (a)、(b)、(c)單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)盤形齒輪單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)盤形齒輪 (d)內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪 (e)套筒齒輪套筒齒輪 (f)軸齒輪軸齒輪 (g)齒條齒條 圖圖5-3 圓柱齒輪的結(jié)構形式圓柱齒輪的結(jié)構形式 機械制造工藝學 1.1.齒輪的功用和結(jié)構特點齒輪的功用和結(jié)構特點 （1 1）功用）功用：按照規(guī)定的速比傳遞：按照規(guī)定的速比傳遞運動和動力運動和動力 。 （2 2）結(jié)構特點）結(jié)構特點：工藝觀點大體上可以把它們分為：工藝觀點大體上可以把它們分為 齒圈和輪體兩部分。齒圈和輪體兩部分。 齒圈上的輪齒的分布形式：齒圈上的輪齒的分布形式：直齒，斜齒，人字齒，直齒，斜齒，人字齒， 單齒圈（工

3、藝性好），多齒圈。單齒圈（工藝性好），多齒圈。 齒圈上的輪齒的齒形：齒圈上的輪齒的齒形：漸開線齒輪和擺線齒輪漸開線齒輪和擺線齒輪 輪體的結(jié)構特點：輪體的結(jié)構特點：盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、 扇形齒輪、內(nèi)齒輪，齒條。扇形齒輪、內(nèi)齒輪，齒條。 應用最廣應用最廣：漸開線齒形直齒盤形圓柱齒輪：漸開線齒形直齒盤形圓柱齒輪 任務分析：任務分析： 機械制造工藝學 55 圓柱齒輪加工圓柱齒輪加工 (a)(a)、 (b)(b)、 (c) (c) 單聯(lián)、單聯(lián)、 雙聯(lián)、雙聯(lián)、 三聯(lián)三聯(lián)盤形齒輪盤形齒輪； (d) (d) 內(nèi)齒輪；內(nèi)齒輪； (e) (e) 套筒齒輪；套筒齒輪； (f) (

4、f) 軸齒輪；軸齒輪； (g) (g) 齒條齒條 機械制造工藝學 齒輪的加工工藝性：齒輪的加工工藝性：齒輪的結(jié)構形式直接影響齒輪的結(jié)構形式直接影響 齒輪的加工工藝過程。齒輪的加工工藝過程。 單齒圈盤類齒輪單齒圈盤類齒輪的結(jié)構工藝性的結(jié)構工藝性最好最好，可采用任，可采用任 何一種齒形加工方法加工輪齒；何一種齒形加工方法加工輪齒； 雙聯(lián)或三聯(lián)雙聯(lián)或三聯(lián)等多齒圈齒輪的等多齒圈齒輪的小齒圈小齒圈的加工受齒的加工受齒 圈間軸向距離的限制，其齒形加工方法的選擇就受圈間軸向距離的限制，其齒形加工方法的選擇就受 到限制，到限制，加工工藝性差加工工藝性差。 機械制造工藝學 2.2.齒輪的技術要求齒輪的技術要求

5、齒輪本身的制造精度，對整個機器的工作性能、承載能力齒輪本身的制造精度，對整個機器的工作性能、承載能力 及使用壽命都有很大影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動應滿足及使用壽命都有很大影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動應滿足 以下要求：以下要求： （1 1） 運動精度運動精度 要求齒輪能準確地傳遞運動，要求齒輪能準確地傳遞運動，傳動比恒定傳動比恒定，即要求齒輪，即要求齒輪 在在一轉(zhuǎn)中一轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍。，轉(zhuǎn)角誤差不超過一定范圍。 （2 2） 工作平穩(wěn)性。工作平穩(wěn)性。 要求齒輪傳動平穩(wěn)，無沖擊，振動和噪聲小，這就需要限要求齒輪傳動平穩(wěn)，無沖擊，振動和噪聲小，這就需要限 制齒輪傳動時制齒輪傳動時瞬時

6、傳動比的變化，瞬時傳動比的變化，即限制齒輪在轉(zhuǎn)過一即限制齒輪在轉(zhuǎn)過一個齒形個齒形 角角時的時的轉(zhuǎn)角誤差轉(zhuǎn)角誤差。 機械制造工藝學 （3 3）接觸精度）接觸精度 齒輪在傳遞動力時，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應齒輪在傳遞動力時，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應 力過大，引起齒面過早磨損，這就要求力過大，引起齒面過早磨損，這就要求齒輪工作時齒面接觸要齒輪工作時齒面接觸要 均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置。 （4 4） 齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙。 一對相互嚙合的齒輪，其齒面間必須留有一定的間隙，一對相互嚙合的齒輪，其齒面間必須留有一定的間隙

7、， 即為齒側(cè)間隙，其即為齒側(cè)間隙，其作用是貯存潤滑油作用是貯存潤滑油，使齒面工作時減少磨損；，使齒面工作時減少磨損； 同時可以同時可以補償補償熱變形、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素熱變形、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素 引起的引起的齒側(cè)間隙減小，防止卡死齒側(cè)間隙減小，防止卡死。 機械制造工藝學 3. 齒齒坯的技坯的技術術要求要求 基準孔（或基準孔（或軸軸）的直）的直徑徑公差，基準端面的端面跳公差，基準端面的端面跳動動 機械制造工藝學 4.4.齒輪材料與毛坯齒輪材料與毛坯 齒輪材料齒輪材料 齒輪的材料及熱處理對齒輪的加工質(zhì)量和使用性能都有很齒輪的材料及熱處理對齒輪的加工質(zhì)量和使用性能都有

8、很 大的影響，大的影響， 選擇時選擇時主要應考慮齒輪的工作條件主要應考慮齒輪的工作條件（如速度與載（如速度與載 荷）荷）和失效形式和失效形式（如點蝕、如點蝕、 剝落或折斷等）。剝落或折斷等）。 （1 1）中碳結(jié)構鋼（如）中碳結(jié)構鋼（如4545鋼）鋼） 這種鋼經(jīng)進行調(diào)質(zhì)或表面淬火后，綜合力學性能較好，但這種鋼經(jīng)進行調(diào)質(zhì)或表面淬火后，綜合力學性能較好，但 齒面粗糙度較粗，主要適用于齒面粗糙度較粗，主要適用于低速、輕載或中載的低速、輕載或中載的一般用途的一般用途的 齒輪。齒輪。 機械制造工藝學 （2 2） 中碳合金結(jié)構鋼（如中碳合金結(jié)構鋼（如40Cr40Cr） 這種鋼進行調(diào)質(zhì)或表面淬火后綜合力學性能

9、這種鋼進行調(diào)質(zhì)或表面淬火后綜合力學性能 較較4545鋼好，且熱處理變形小，鋼好，且熱處理變形小， 適用于適用于速度較高、速度較高、 載荷大及精度較高的載荷大及精度較高的齒輪。齒輪。 某些高速齒輪某些高速齒輪，為提高齒面的耐磨性，減，為提高齒面的耐磨性，減 少熱處理后的變形，不再進行磨齒，可選用氮化少熱處理后的變形，不再進行磨齒，可選用氮化 鋼（如鋼（如38CrMoAlA38CrMoAlA）進行）進行氮化氮化處理。處理。 機械制造工藝學 （3 3） 滲碳鋼（滲碳鋼（如如20Cr20Cr和和20CrMnTi20CrMnTi等）等） 這種鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲等滲碳淬火后，這種鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲等滲碳淬

10、火后，齒面硬齒面硬 度度可達可達5863HRC， 而芯部又有較高的韌性，而芯部又有較高的韌性， 既耐既耐 磨又能承受沖擊載荷，磨又能承受沖擊載荷， 適用于適用于高速、高速、 中載或有沖擊中載或有沖擊 載荷的載荷的齒輪。齒輪。 （4） 鑄鐵及其它非金屬材料鑄鐵及其它非金屬材料（如夾布膠木與尼（如夾布膠木與尼 龍等）龍等） 這些材料強度低，容易加工，適用于一些這些材料強度低，容易加工，適用于一些較輕較輕載載 荷下荷下的齒輪傳動。的齒輪傳動。 機械制造工藝學 齒輪毛坯齒輪毛坯 棒料棒料；小尺寸，結(jié)構簡單，不太重要的齒輪小尺寸，結(jié)構簡單，不太重要的齒輪 鍛件鍛件：一般均采用鍛造毛坯一般均采用鍛造毛坯。

11、強度高，耐磨，耐沖擊強度高，耐磨，耐沖擊 生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的采用自由鍛造，生產(chǎn)批量較大生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的采用自由鍛造，生產(chǎn)批量較大 的中小齒輪采用模鍛。的中小齒輪采用模鍛。 鑄鋼鑄鋼：對于直徑很大且結(jié)構比較復雜、不便鍛造的齒輪對于直徑很大且結(jié)構比較復雜、不便鍛造的齒輪， 可采用鑄鋼毛坯。鑄鋼齒輪的晶粒較粗，力學性能較差，且可采用鑄鋼毛坯。鑄鋼齒輪的晶粒較粗，力學性能較差，且 加工性能不好，故加工性能不好，故加工前應先經(jīng)過正火處理加工前應先經(jīng)過正火處理，消除內(nèi)應力和，消除內(nèi)應力和 硬度的不均勻性，硬度的不均勻性， 以改善加工性能。以改善加工性能。 機械制造工藝學 知識準備：知識準備：

12、 一、毛坯的選擇一、毛坯的選擇 1. 1. 常見毛坯的種類常見毛坯的種類 1 1）鑄件）鑄件 形狀復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄形狀復雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄 件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模 機器造型。機器造型。 木模手工造型鑄件精度低，加工表面余木模手工造型鑄件精度低，加工表面余 量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的 鑄造。金屬模機器造型生產(chǎn)率高，鑄造。金屬模機器造型生產(chǎn)率高， 鑄件精度高，但鑄件精度高，但 設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于

13、大批量設備費用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量 生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄 件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄 造等）。造等）。 機械制造工藝學 ) )型材型材 型材有很多的品種。常用型材的斷面有型材有很多的品種。常用型材的斷面有 圓形、方形、長方形、六角形，以及管材、板材、帶圓形、方形、長方形、六角形，以及管材、板材、帶 材等。型材有熱軋和冷拉兩種材等。型材有熱軋和冷拉兩種 ) )鍛件鍛件 鍛件能獲得纖維組織的連續(xù)性和均勻分鍛件能獲得纖維組織的連續(xù)性和均勻分 布，

14、從而提高了零件的強度，所以適用于制造強度要布，從而提高了零件的強度，所以適用于制造強度要 求較高，形狀比較簡單的零件毛坯。求較高，形狀比較簡單的零件毛坯。 ) )焊接件焊接件 將型鋼或鋼板焊接成所需要的結(jié)構件，將型鋼或鋼板焊接成所需要的結(jié)構件， 其優(yōu)點是結(jié)構重量輕，制造周期短，但焊接結(jié)構的抗其優(yōu)點是結(jié)構重量輕，制造周期短，但焊接結(jié)構的抗 振性差，零件的熱變形大。振性差，零件的熱變形大。 ) )沖壓件沖壓件 沖壓件的精度較高，沖壓生產(chǎn)的效率沖壓件的精度較高，沖壓生產(chǎn)的效率 也比較高，適于加工形狀復雜，批量較大的中小尺寸也比較高，適于加工形狀復雜，批量較大的中小尺寸 板料零件。板料零件。 機械制造

15、工藝學 2. 選擇毛坯應考慮的因素 毛坯質(zhì)量的提高，對減少機械加工量，降低加工 成本，提高加工材料的利用率都是十分有利的。 但是，在一定的生產(chǎn)技術的條件下，毛坯質(zhì)量的 提高也將伴隨著毛坯制造難度的增加，也就意味 著毛坯制造成本的增加。因此，在選擇毛坯材料 和制造方法時，應考慮如下幾個問題。 1）零件生產(chǎn)綱領的大小 當零件產(chǎn)量較大時，應 選擇精度和生產(chǎn)率比較高的毛坯制造方法。在單 件小批生產(chǎn)時，應選擇精度較低和生產(chǎn)率較低的 毛坯生產(chǎn)方法。 2）毛坯材料及工藝特性 毛坯材料的選擇一般是 根據(jù)零件在機器中的作用為依據(jù)的。主要是考慮 機器工作對零件強度、剛度、韌性、耐磨性、耐 腐蝕等方面的要求。在滿足

16、使用要求原前提下， 再來考慮加工工藝對毛坯材料及工藝性的要求。 機械制造工藝學 對機械性能要求高的鋼制零件，應選擇鍛造毛對機械性能要求高的鋼制零件，應選擇鍛造毛 坯。對某些材料，如鑄鐵、鑄鋁等，只能采用鑄坯。對某些材料，如鑄鐵、鑄鋁等，只能采用鑄 造成形。造成形。 3）零件的結(jié)構形狀和尺寸）零件的結(jié)構形狀和尺寸 零件形狀的復雜零件形狀的復雜 程度、尺寸的大小對毛坯的制造方法確定有很大程度、尺寸的大小對毛坯的制造方法確定有很大 的影響。形狀復雜的零件，一般不宜采用金屬模的影響。形狀復雜的零件，一般不宜采用金屬模 鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓

17、 鑄、精鑄，而應選擇砂型鑄造、自由鍛和焊接等鑄、精鑄，而應選擇砂型鑄造、自由鍛和焊接等 方法制造毛坯。方法制造毛坯。 4）毛坯的制造還必須考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，）毛坯的制造還必須考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件， 充分挖潛，提高毛坯質(zhì)量。充分挖潛，提高毛坯質(zhì)量。 機械制造工藝學 二、實現(xiàn)機械零件加工精度的方法二、實現(xiàn)機械零件加工精度的方法 1. 1. 試切法試切法 即先加工出很小的一部分表面，測量試切所得的尺寸，即先加工出很小的一部分表面，測量試切所得的尺寸， 調(diào)整、試切，再測量；如此反復，直到達到圖紙要求調(diào)整、試切，再測量；如此反復，直到達到圖紙要求 的尺寸后，再切削出整個待加工表面。的尺寸后，再切削出整個

18、待加工表面。 2. 2. 定尺寸刀具法定尺寸刀具法 用刀具的相應尺寸（如麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀等）來用刀具的相應尺寸（如麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀等）來 保證工件被加工部位尺寸精度的方法稱為定尺寸刀具保證工件被加工部位尺寸精度的方法稱為定尺寸刀具 法。在孔加工中，使用麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀等刀具，法。在孔加工中，使用麻花鉆、擴孔鉆、鉸刀等刀具， 其尺寸具有一定的精度范圍，因此所加工出來的孔的其尺寸具有一定的精度范圍，因此所加工出來的孔的 精度也保持在一定的范圍內(nèi)。精度也保持在一定的范圍內(nèi)。 機械制造工藝學 3. 3. 調(diào)整法調(diào)整法 利用機床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預先調(diào)整利用機床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或

19、預先調(diào)整 好的刀架，使刀具相對于機床或夾具達到一定好的刀架，使刀具相對于機床或夾具達到一定 的位置精度，然后加工出一批工件。的位置精度，然后加工出一批工件。 4. 4. 自動控制法自動控制法 采用一定的裝置，使工件在達到圖樣要求的尺采用一定的裝置，使工件在達到圖樣要求的尺 寸時，自動停止加工。具體方法主要有兩種：寸時，自動停止加工。具體方法主要有兩種： 自動測量，數(shù)字控制。自動測量，數(shù)字控制。 機械制造工藝學 任務實施：任務實施： 一、圓柱齒輪加工工藝過程一、圓柱齒輪加工工藝過程 機械制造工藝學 機械制造工藝學 機械制造工藝學 圓柱齒輪的加工工藝過程圓柱齒輪的加工工藝過程 編制齒輪加工工藝過程

20、大致可以劃分如下編制齒輪加工工藝過程大致可以劃分如下 幾個階段：幾個階段： 1)1)齒輪毛坯的形成齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；：鍛件、棒料或鑄件； 2)2)粗加工：粗加工：切除較多的余量；切除較多的余量； 3)3)半精加工半精加工：滾、插齒；：滾、插齒； 4)4)熱處理熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應 加熱淬火等；加熱淬火等； 5)5)精加工精加工：精修基準、精加工齒形。：精修基準、精加工齒形。 二、二、 圓柱齒輪加工工藝分析圓柱齒輪加工工藝分析 機械制造工藝學 對精度要求較高的齒輪加工工藝路線對精度要求較高的齒輪加工工藝路線 毛坯制造毛坯制造-齒坯熱處

21、理齒坯熱處理-齒坯加工齒坯加工-齒形加工（包括齒形加工（包括 齒端加工）齒端加工）-齒圈熱處理齒圈熱處理-精基準修整精基準修整-齒形精整加工齒形精整加工 終結(jié)檢查。終結(jié)檢查。 （一）定位基準選擇（一）定位基準選擇 基準重合，基準統(tǒng)一原則基準重合，基準統(tǒng)一原則： 孔齒輪孔齒輪 ：大批：大批: : 內(nèi)孔，大端面內(nèi)孔，大端面-專用心軸，生產(chǎn)率高專用心軸，生產(chǎn)率高 小批：外圓，大端面小批：外圓，大端面-不用心軸，生產(chǎn)率低；不用心軸，生產(chǎn)率低； 軸齒輪軸齒輪： 大直徑：軸頸加大端面；大直徑：軸頸加大端面； 小直徑：兩端中心孔小直徑：兩端中心孔 機械制造工藝學 盤形齒輪加工齒形時一般采用的兩種定位方式：盤

22、形齒輪加工齒形時一般采用的兩種定位方式： (1) (1) 內(nèi)孔和端面定位內(nèi)孔和端面定位 符合符合“基準重合基準重合”原則。原則。 采用專用心軸，采用專用心軸，定位精度較高定位精度較高，生產(chǎn)率高，故廣泛用于成，生產(chǎn)率高，故廣泛用于成 批及大量生產(chǎn)中。批及大量生產(chǎn)中。 為保證內(nèi)孔的尺寸精度和基準端面的跳動為保證內(nèi)孔的尺寸精度和基準端面的跳動 要求，要求， 應盡量在一次安裝中同時加工內(nèi)孔和基準端面。應盡量在一次安裝中同時加工內(nèi)孔和基準端面。 圖圖2-50 以內(nèi)孔和端面定位以內(nèi)孔和端面定位 圖圖2-51 以外圓和端面定位以外圓和端面定位 機械制造工藝學 (2) (2) 外圓和端面定位，外圓和端面定位，

23、 不符合不符合“基準重合基準重合”原則。用端面作軸向定位，以外圓為原則。用端面作軸向定位，以外圓為 找正基準，不需專用心軸，找正基準，不需專用心軸，生產(chǎn)率較低生產(chǎn)率較低，故適用于單件小批生，故適用于單件小批生 產(chǎn)。為保證齒輪的加工質(zhì)量，必須嚴格控制齒坯外圓對內(nèi)孔的產(chǎn)。為保證齒輪的加工質(zhì)量，必須嚴格控制齒坯外圓對內(nèi)孔的 同軸度誤差。同軸度誤差。 圖圖2-50 以內(nèi)孔和端面定位以內(nèi)孔和端面定位 圖圖2-51 以外圓和端面定位以外圓和端面定位 機械制造工藝學 （二）（二）齒坯齒坯的加工方法的加工方法 1.齒坯的加工內(nèi)容齒坯的加工內(nèi)容 加工內(nèi)容：齒圈外圓，端面，孔（軸）。加工內(nèi)容：齒圈外圓，端面，孔（

24、軸）。 齒坯精度；與齒輪精度等級有關。齒坯精度；與齒輪精度等級有關。 對于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工過程和一對于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工過程和一 般軸、套基本相似，現(xiàn)主要討論盤類齒輪齒坯的加工過般軸、套基本相似，現(xiàn)主要討論盤類齒輪齒坯的加工過 程。程。 齒坯的加工工藝方案主要齒坯的加工工藝方案主要取決于齒輪的輪體結(jié)構取決于齒輪的輪體結(jié)構 和生產(chǎn)類型。和生產(chǎn)類型。 2.2.加工方案加工方案 機械制造工藝學 1 1）大批大量生產(chǎn)的齒坯加工）大批大量生產(chǎn)的齒坯加工 大批大量加工中等尺寸齒坯時，多采用大批大量加工中等尺寸齒坯時，多采用“鉆鉆拉拉多刀多刀 車車”的工藝方案：的工藝方案： （1

25、1）以毛坯外圓及端面定位進行鉆孔或擴孔；）以毛坯外圓及端面定位進行鉆孔或擴孔； （2 2）拉孔；）拉孔； （3 3）以孔定位在多刀半自動車床上粗精車外圓、端面、切）以孔定位在多刀半自動車床上粗精車外圓、端面、切 槽及倒角等。槽及倒角等。 這種工藝方案由于采用高效機床可以組成流水線或自這種工藝方案由于采用高效機床可以組成流水線或自 動線，所以生產(chǎn)效率高。動線，所以生產(chǎn)效率高。 機械制造工藝學 (3)(3)單件、中小批生產(chǎn)單件、中小批生產(chǎn) 粗車粗車（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定 位）、位）、精車精車（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定

26、位）。位）。 2 2）成批生產(chǎn)的齒坯加工）成批生產(chǎn)的齒坯加工 成批生產(chǎn)齒坯時，常采用成批生產(chǎn)齒坯時，常采用“車車拉拉車車”的工藝方案：的工藝方案： （1 1）以齒坯外圓或輪毅定位，精車外圓、端面和內(nèi)孔；）以齒坯外圓或輪毅定位，精車外圓、端面和內(nèi)孔； （2 2）以端面支承拉孔（或花鍵孔）；）以端面支承拉孔（或花鍵孔）； （3 3）以孔定位精車外圓及端面等。）以孔定位精車外圓及端面等。 這種方案可由臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床及拉床實現(xiàn)。這種方案可由臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床及拉床實現(xiàn)。 特點：特點：加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。 機械制造工藝學 （三）齒輪熱處理（三）齒輪熱處理 （1）齒坯

27、（毛坯）熱處理）齒坯（毛坯）熱處理：預備熱處理，預備熱處理， 目的是為了消除鍛造內(nèi)應力，改善材料的加工性能，目的是為了消除鍛造內(nèi)應力，改善材料的加工性能， 為為 以后的淬火時減少變形做好組織準備。以后的淬火時減少變形做好組織準備。 正火正火，（粗加工前），（粗加工前） 、調(diào)質(zhì)，（粗加工后）、調(diào)質(zhì)，（粗加工后） 正火：正火：安排在齒坯加工前，使拉孔和切齒加工中刀具磨安排在齒坯加工前，使拉孔和切齒加工中刀具磨 損較慢，表面粗糙度較小，生產(chǎn)中應用較多。損較慢，表面粗糙度較小，生產(chǎn)中應用較多。 調(diào)質(zhì)：調(diào)質(zhì)：一般安排在齒坯粗加工之后，可消除鍛造內(nèi)應力一般安排在齒坯粗加工之后，可消除鍛造內(nèi)應力 和粗加工引

28、起的殘余應力，和粗加工引起的殘余應力， 提高材料的綜合力學性能，但提高材料的綜合力學性能，但 齒坯硬度稍高，不易切削，所以生產(chǎn)中應用較少齒坯硬度稍高，不易切削，所以生產(chǎn)中應用較少。 機械制造工藝學 （2 2）齒形熱處理齒形熱處理： 目的：目的：為提高齒面的硬度及耐磨性，為提高齒面的硬度及耐磨性， 種類種類( (根據(jù)材料與技術要求選擇根據(jù)材料與技術要求選擇) )：滲碳淬火，表面淬火，滲碳淬火，表面淬火， 碳氮共滲，滲氮。碳氮共滲，滲氮。 （變形大的終加工前，變形小的終加工后）（變形大的終加工前，變形小的終加工后） 經(jīng)滲碳淬火經(jīng)滲碳淬火的齒輪齒面硬度高耐磨性較好，使用壽命長。的齒輪齒面硬度高耐磨性

29、較好，使用壽命長。 但齒輪變形較大，對高精度齒輪尚需進行磨齒加工。但齒輪變形較大，對高精度齒輪尚需進行磨齒加工。 表面淬火表面淬火的齒輪變形小，但內(nèi)孔直徑一般會縮小的齒輪變形小，但內(nèi)孔直徑一般會縮小0.010.01 0.05 mm0.05 mm，淬火后應予以修正。，淬火后應予以修正。 有鍵槽的齒輪，有鍵槽的齒輪， 淬火后內(nèi)孔常出現(xiàn)橢圓形現(xiàn)象，淬火后內(nèi)孔常出現(xiàn)橢圓形現(xiàn)象， 為此為此 鍵槽加工應安排在齒輪淬火之后。鍵槽加工應安排在齒輪淬火之后。 機械制造工藝學 （四）齒形加工方案選擇（四）齒形加工方案選擇 齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等 級、生

30、產(chǎn)批量和齒輪的熱處理方法等。級、生產(chǎn)批量和齒輪的熱處理方法等。 （1 1）滾齒（或插齒）滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工滲碳淬火滲碳淬火修修 正基準正基準磨齒：磨齒： 適于較小批量，精度為適于較小批量，精度為36級級淬硬齒輪。淬硬齒輪。 （2 2）滾齒（或插齒）滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工剃齒剃齒表面淬表面淬 火火修正基準修正基準珩齒：珩齒： 適于較大批量，并且精度要求為適于較大批量，并且精度要求為68級級的淬硬齒輪。的淬硬齒輪。 機械制造工藝學 （3）滾齒（或插齒）滾齒（或插齒）剃齒（冷擠）：剃齒（冷擠）： 適用于較大批量，精度要求中等，且不淬硬的齒輪。適用于較大批量，精度要求中等，且不淬硬

31、的齒輪。 （4）對）對8級精度以下的齒輪，用滾齒（或插齒）就能滿足級精度以下的齒輪，用滾齒（或插齒）就能滿足 要求。要求。 當需要淬火時，在淬火前應將精度提高一級或在淬火后當需要淬火時，在淬火前應將精度提高一級或在淬火后 珩齒，珩齒， 、滾齒（或插齒）、滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工熱處理（淬火）熱處理（淬火）修正修正 內(nèi)孔；內(nèi)孔； 、滾齒（或插齒）、滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工熱處理（淬火）熱處理（淬火）修正修正 基準基準珩齒。珩齒。 機械制造工藝學 剃剃- -珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7 7級精度齒輪的成批生產(chǎn)級精度齒輪的成批生產(chǎn) 中。中。 磨齒方案生產(chǎn)率低，一

32、般用于磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6 6級精度以上或雖低于級精度以上或雖低于6 6級但級但 淬火后變形較大的齒輪。淬火后變形較大的齒輪。 隨著刀具材料的不斷發(fā)展，用硬滾、硬插、硬剃代替磨齒，隨著刀具材料的不斷發(fā)展，用硬滾、硬插、硬剃代替磨齒， 用珩齒代替剃齒，用珩齒代替剃齒， 可取得很好的經(jīng)濟效益?？扇〉煤芎玫慕?jīng)濟效益。 5級精度以上的齒輪一般應取磨齒方案。級精度以上的齒輪一般應取磨齒方案。 機械制造工藝學 （五）五） 齒齒端加工端加工 齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等，一般在齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等，一般在 齒輪倒角機上進行。齒輪倒角機上進行。 作用：作用：倒圓、倒

33、圓、 倒尖后的齒輪，沿軸向滑動時容易進入嚙倒尖后的齒輪，沿軸向滑動時容易進入嚙 合，所以滑移齒輪常進行齒端倒圓。合，所以滑移齒輪常進行齒端倒圓。 倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆， 在齒輪傳動中易崩裂。在齒輪傳動中易崩裂。 機械制造工藝學 （六）（六） 基準修正基準修正 作用：作用：齒輪淬火后基準孔常產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工齒輪淬火后基準孔常產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工 質(zhì)量，質(zhì)量， 對基準孔必須進行修正。對基準孔必須進行修正。 對大徑定心的花鍵孔齒輪對大徑定心的花鍵孔齒輪， 通常用花鍵推刀修正。推孔通常用花鍵推刀修正。推孔 時要防

34、止推刀歪斜，有的工廠采用加長時要防止推刀歪斜，有的工廠采用加長推刀前引導推刀前引導來防止推刀來防止推刀 歪斜，取得了較好效果。歪斜，取得了較好效果。 對圓柱孔齒輪的修正對圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔可采用推孔或磨孔， 推孔生產(chǎn)率高，推孔生產(chǎn)率高， 常用于內(nèi)孔未淬硬的齒輪；常用于內(nèi)孔未淬硬的齒輪； 磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對整體淬火齒輪和內(nèi)孔較大、磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對整體淬火齒輪和內(nèi)孔較大、 齒厚較薄的齒輪，均以磨孔為宜，以齒輪分度圓定心。齒厚較薄的齒輪，均以磨孔為宜，以齒輪分度圓定心。 機械制造工藝學 （七）齒輪的檢驗（七）齒輪的檢驗 終結(jié)檢驗終結(jié)檢驗鑒別成品的質(zhì)量，評定其是否合格

35、鑒別成品的質(zhì)量，評定其是否合格 中間檢驗中間檢驗及時發(fā)現(xiàn)問題，防止成批報廢。及時發(fā)現(xiàn)問題，防止成批報廢。 機械制造工藝學 齒形的加工方法及其應用齒形的加工方法及其應用 常見的齒形加工方法、常見的齒形加工方法、 精度和適用范圍精度和適用范圍 拓展提高：拓展提高： 機械制造工藝學 1. 成形法成形法 成形法是成形法是利用利用與被加工齒輪的齒槽形狀一致的刀與被加工齒輪的齒槽形狀一致的刀 具（成型刀具），具（成型刀具）， 在齒坯上加工出齒面的方法。在齒坯上加工出齒面的方法。 齒面的成形加工方法有銑齒、成形插齒、拉齒等，齒面的成形加工方法有銑齒、成形插齒、拉齒等， 最常用的是銑齒。最常用的是銑齒。 優(yōu)點

36、：優(yōu)點：機床較簡單，可利用通用機床加工；機床較簡單，可利用通用機床加工； 缺點：缺點：加工同一模數(shù)的齒輪，齒數(shù)不同，齒廓形加工同一模數(shù)的齒輪，齒數(shù)不同，齒廓形 狀就不相同，需采用不同的成形刀具。狀就不相同，需采用不同的成形刀具。 機械制造工藝學 成形銑齒一般在成形銑齒一般在普通銑床普通銑床上進行。銑齒時工件安裝在分上進行。銑齒時工件安裝在分 度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)對工件進行切削加工，工作臺作直線進給度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)對工件進行切削加工，工作臺作直線進給 運動，加工完一個齒槽，分度頭將工件轉(zhuǎn)過一個齒，再加工運動，加工完一個齒槽，分度頭將工件轉(zhuǎn)過一個齒，再加工 另一個齒槽，依次加工出所有齒槽。另一個齒槽，

37、依次加工出所有齒槽。 圖圖2-54 銑齒加工示意圖銑齒加工示意圖 機械制造工藝學 (a) 盤狀模數(shù)銑刀 (b) 指狀模數(shù)銑刀 一般將銑削一般將銑削模數(shù)相同模數(shù)相同而而齒數(shù)不同的齒輪齒數(shù)不同的齒輪所用的銑所用的銑 刀制成一組，分刀制成一組，分8 8個（或個（或1515個）型號。每號銑刀加工個）型號。每號銑刀加工 一定齒數(shù)范圍的齒輪一定齒數(shù)范圍的齒輪. . 加工直齒和螺旋齒（斜齒）圓柱齒輪的成形銑刀有加工直齒和螺旋齒（斜齒）圓柱齒輪的成形銑刀有 盤狀模數(shù)銑刀和指狀模數(shù)銑刀兩種；指狀模數(shù)銑刀適盤狀模數(shù)銑刀和指狀模數(shù)銑刀兩種；指狀模數(shù)銑刀適 用于加工模數(shù)用于加工模數(shù)m m88的齒輪；盤狀模數(shù)銑刀適用于

38、加工的齒輪；盤狀模數(shù)銑刀適用于加工 模數(shù)模數(shù)m m8 8的齒輪。的齒輪。 機械制造工藝學 3 3）銑齒的工藝特點）銑齒的工藝特點 （1 1）成本較低）成本較低 齒輪銑刀結(jié)構簡單，在普通的銑床上即可齒輪銑刀結(jié)構簡單，在普通的銑床上即可 完成銑齒工作，銑齒的設備和刀具的費用較低。完成銑齒工作，銑齒的設備和刀具的費用較低。 （2 2）生產(chǎn)率低）生產(chǎn)率低 銑齒過程不是連續(xù)的，每銑一個齒，都要銑齒過程不是連續(xù)的，每銑一個齒，都要 重復消耗切入、切出、退刀和分度的時間。重復消耗切入、切出、退刀和分度的時間。 （3 3）加工精度低）加工精度低 為了保證銑出的齒輪在嚙合時不致卡住，為了保證銑出的齒輪在嚙合時不

39、致卡住， 各號各號銑刀的齒形是按該號范圍內(nèi)最小齒數(shù)齒輪的齒槽輪廓銑刀的齒形是按該號范圍內(nèi)最小齒數(shù)齒輪的齒槽輪廓 制作制作的。因此，各號銑刀加工范圍內(nèi)的齒輪除最小齒數(shù)的的。因此，各號銑刀加工范圍內(nèi)的齒輪除最小齒數(shù)的 外，其它齒數(shù)的齒輪，外，其它齒數(shù)的齒輪，只能獲得近似的齒形只能獲得近似的齒形，產(chǎn)生一定的，產(chǎn)生一定的 齒形誤差。另外銑床所用分度頭是通用附件，分度精度不齒形誤差。另外銑床所用分度頭是通用附件，分度精度不 高。高。 銑齒的加工精度為銑齒的加工精度為1111級至級至9 9級，齒面粗糙度值級，齒面粗糙度值RaRa為為6.36.3 3.2m3.2m。 機械制造工藝學 4 4）銑齒的應用）銑齒

40、的應用 單件小批生產(chǎn)或維修工作中加工精度不高的低速齒輪；單件小批生產(chǎn)或維修工作中加工精度不高的低速齒輪； 不但可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪，還可以加不但可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪，還可以加 工齒條、錐齒輪及蝸輪等。工齒條、錐齒輪及蝸輪等。 機械制造工藝學 2. 展成法展成法 是應用是應用齒輪嚙合原理齒輪嚙合原理進行齒形加工的方法，即以保持刀進行齒形加工的方法，即以保持刀 具和齒坯之間按漸開線齒輪嚙合的運動關系來實現(xiàn)齒形加工具和齒坯之間按漸開線齒輪嚙合的運動關系來實現(xiàn)齒形加工 的。的。 加工方法：加工方法：主要有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等。主要有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等。

41、 優(yōu)點：優(yōu)點： （1 1）一把刀具可以加工同一模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪。一把刀具可以加工同一模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪。 只要刀具與被加工齒輪的只要刀具與被加工齒輪的模數(shù)和壓力角相同模數(shù)和壓力角相同，一把刀具，一把刀具 可以加工同一模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪?？梢约庸ね荒?shù)、不同齒數(shù)的齒輪。 （2 2）生產(chǎn)率和加工精度都比較高。）生產(chǎn)率和加工精度都比較高。 在齒輪加工中，展成法應用最廣泛。在齒輪加工中，展成法應用最廣泛。 機械制造工藝學 (1) (1) 滾滾 齒齒( (屬于展成法加工屬于展成法加工) ) 加工原理：加工原理：按照展成法的原理，在滾齒機上用齒輪滾刀按照展成法的原理，在滾齒機上用齒輪滾刀 來加工

42、齒輪、蝸輪等齒面的方法就是滾齒。來加工齒輪、蝸輪等齒面的方法就是滾齒。 滾齒加工過程中，刀具與工件模擬一對交錯軸螺旋齒輪的滾齒加工過程中，刀具與工件模擬一對交錯軸螺旋齒輪的 嚙合傳動。嚙合傳動。 當齒輪滾刀按給定的切削速度旋轉(zhuǎn)時，便在工件上逐漸切當齒輪滾刀按給定的切削速度旋轉(zhuǎn)時，便在工件上逐漸切 出漸開線的齒形。出漸開線的齒形。齒形的形成齒形的形成是由滾刀在連續(xù)旋轉(zhuǎn)中依次對工是由滾刀在連續(xù)旋轉(zhuǎn)中依次對工 件切削的若干條包絡線包絡而成的。件切削的若干條包絡線包絡而成的。 機械制造工藝學 (1) (1) 滾滾 齒齒( (屬于展成法加工屬于展成法加工) ) 有三種運動：有三種運動： 主運動：主運動：

43、即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動即滾刀的旋轉(zhuǎn)運動n n0 0 。 分齒運動：分齒運動：保證滾刀轉(zhuǎn)速和被切齒輪轉(zhuǎn)速之間嚙合關保證滾刀轉(zhuǎn)速和被切齒輪轉(zhuǎn)速之間嚙合關 系的運動。系的運動。 垂直進給運動：垂直進給運動：滾刀沿被切齒輪的軸軸線方向作垂直滾刀沿被切齒輪的軸軸線方向作垂直 進給運動。進給運動。 機械制造工藝學 齒輪滾刀齒輪滾刀 從滾齒加工原理可知，齒輪滾刀是從滾齒加工原理可知，齒輪滾刀是一個蝸桿形刀具一個蝸桿形刀具。 為了形成切削刃的前角和后角，為了形成切削刃的前角和后角， 在蝸桿上開出了容屑槽，在蝸桿上開出了容屑槽， 并經(jīng)鏟背形成滾刀。并經(jīng)鏟背形成滾刀。 機械制造工藝學 滾齒機的外形及組成部分滾齒機的外形

44、及組成部分 機械制造工藝學 特點：特點： （1 1）適應性好）適應性好 由于滾齒加工是采用展成法加工，因而一把滾刀可以加由于滾齒加工是采用展成法加工，因而一把滾刀可以加 工與其工與其模數(shù)和齒形角相同的不同齒數(shù)的齒輪模數(shù)和齒形角相同的不同齒數(shù)的齒輪。 （2 2）生產(chǎn)率高）生產(chǎn)率高 滾齒為連續(xù)切削，無空行程；可用多頭滾刀來提高粗滾滾齒為連續(xù)切削，無空行程；可用多頭滾刀來提高粗滾 效率，所以滾齒生產(chǎn)率一般比插齒高。效率，所以滾齒生產(chǎn)率一般比插齒高。 （3 3）加工精度高加工精度高 與銑齒相比，齒形精度高，精滾加工可加工出與銑齒相比，齒形精度高，精滾加工可加工出78級精級精 度度齒面粗糙度值齒面粗糙度

45、值Ra為為3.20.8 m 的齒輪。的齒輪。 （4）適用場合）適用場合 滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，但不能加但不能加 工內(nèi)齒輪，扇形齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪工內(nèi)齒輪，扇形齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪。 機械制造工藝學 （2 2）插齒）插齒 插齒原理：是利用一對齒輪嚙合的原理來實現(xiàn)齒形加工插齒原理：是利用一對齒輪嚙合的原理來實現(xiàn)齒形加工 的。的。 插齒刀插齒刀實質(zhì)上是一個端面磨有前角，齒頂及齒側(cè)均磨有實質(zhì)上是一個端面磨有前角，齒頂及齒側(cè)均磨有 后角的齒輪。后角的齒輪。 (a) 插齒的工作原理 (b) 插齒切削運 動 機械制造工藝學 主要運動有：

46、主要運動有： 主運動：主運動：即插齒刀的直線往復運動。即插齒刀的直線往復運動。 分齒運動：分齒運動：即為插齒刀與工件各繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的嚙即為插齒刀與工件各繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的嚙 合運動，合運動， 徑向進給運動：徑向進給運動：插齒刀向工件的徑向進給運動，以切插齒刀向工件的徑向進給運動，以切 出工件的輪齒的齒長。出工件的輪齒的齒長。 讓刀運動：讓刀運動：在插齒刀返回時，工件相對于插齒刀的徑在插齒刀返回時，工件相對于插齒刀的徑 向退讓運動。以避免刀面與已加工表面發(fā)生摩擦。向退讓運動。以避免刀面與已加工表面發(fā)生摩擦。 (a) 插齒的工作原理 (b) 插齒切削運動 插齒工作原理與切削運動插齒工作原理與切削運

47、動 機械制造工藝學 插齒機外形簡圖插齒機外形簡圖 插齒機是用插齒刀插齒機是用插齒刀 采用展成法插削內(nèi)、外采用展成法插削內(nèi)、外 圓柱齒輪齒面的齒輪加圓柱齒輪齒面的齒輪加 工機床。工機床。 這種機床特別適宜這種機床特別適宜 加工在滾齒機上不能加加工在滾齒機上不能加 工的內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。工的內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。 裝上附件，插齒機裝上附件，插齒機 還能加工齒條，但插齒還能加工齒條，但插齒 機不能加工蝸輪。機不能加工蝸輪。 機械制造工藝學 插齒刀插齒刀 盤形插齒刀盤形插齒刀：主要用于加工模數(shù)為主要用于加工模數(shù)為1 112 mm12 mm的直齒外齒輪及大的直齒外齒輪及大 直徑內(nèi)齒輪，直徑內(nèi)齒輪， 碗形直齒

48、插齒刀：碗形直齒插齒刀：主要用于加工模數(shù)為主要用于加工模數(shù)為1 18 mm8 mm的多聯(lián)齒輪和的多聯(lián)齒輪和 帶有凸肩的齒輪，帶有凸肩的齒輪， 錐柄插齒刀：錐柄插齒刀：主要用于加工模數(shù)為主要用于加工模數(shù)為1 13.75 mm3.75 mm的內(nèi)齒輪。的內(nèi)齒輪。 (a) 盤形插齒刀盤形插齒刀 (b) 碗形直齒插齒刀碗形直齒插齒刀 (c) 錐柄插齒刀錐柄插齒刀 插齒刀插齒刀 機械制造工藝學 4. 4. 插齒的工藝特點與應用插齒的工藝特點與應用 與滾齒相比，插齒有以下工藝特點：與滾齒相比，插齒有以下工藝特點： （1 1）齒形精度比滾齒高）齒形精度比滾齒高 這是由于插齒刀在設計時沒有滾刀那種近似造形誤差，

49、這是由于插齒刀在設計時沒有滾刀那種近似造形誤差， 加之在制造時可通過加之在制造時可通過高精度磨齒機獲得精確的漸開線齒形。高精度磨齒機獲得精確的漸開線齒形。 （2 2）齒面的表面粗糙度值?。X面的表面粗糙度值小 這主要是由于插齒過程中參與包絡的刀刃數(shù)遠比滾齒時這主要是由于插齒過程中參與包絡的刀刃數(shù)遠比滾齒時 為多。為多。 機械制造工藝學 （3）插齒的生產(chǎn)率比滾齒低）插齒的生產(chǎn)率比滾齒低 這是因為插齒刀的這是因為插齒刀的切削速度切削速度受往復運動慣性限制受往復運動慣性限制難以提難以提 高高，目前插齒刀每分鐘往復行程次數(shù)一般只有幾百次。此外，目前插齒刀每分鐘往復行程次數(shù)一般只有幾百次。此外， 插齒插

50、齒有空行程損失有空行程損失，其實際切削長度只有其總行程長度的，其實際切削長度只有其總行程長度的1/3 左右。左右。 （4 4）插齒適應范圍廣）插齒適應范圍廣 插齒非常適于加工內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇插齒非常適于加工內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇 形齒輪等，而滾齒則無法加工形齒輪等，而滾齒則無法加工 （5 5）插齒既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工）插齒既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工。 插齒通常能加工插齒通常能加工79級精度齒輪，最高可達級精度齒輪，最高可達6級。級。 機械制造工藝學 剃齒一般可達到剃齒一般可達到6 67 7級精度，齒面表面粗級精度，齒面表面粗 糙度為糙度為Ra

51、 Ra 0.80.80.40.4mm， 剃齒的生產(chǎn)率高，在成批個產(chǎn)中主要用于剃齒的生產(chǎn)率高，在成批個產(chǎn)中主要用于滾滾 （或插）齒加工后，淬火前的精加工。（或插）齒加工后，淬火前的精加工。 3 3、齒輪精加工簡介、齒輪精加工簡介 齒輪的精加工方法有剃齒、珩齒、磨齒和研齒。齒輪的精加工方法有剃齒、珩齒、磨齒和研齒。 （1 1）剃齒）剃齒 剃齒是用剃齒刀對齒輪的齒面進行精加工的方法。剃齒是用剃齒刀對齒輪的齒面進行精加工的方法。 機械制造工藝學 加工原理：加工原理：剃齒時刀具與工件作一種剃齒時刀具與工件作一種自由嚙合的展成運動。自由嚙合的展成運動。 安裝時，剃齒刀與工件軸線傾斜一個剃齒刀螺旋角安裝時，

52、剃齒刀與工件軸線傾斜一個剃齒刀螺旋角。其加工。其加工 過程就是剃齒刀帶動工件作雙面無側(cè)隙的對滾，過程就是剃齒刀帶動工件作雙面無側(cè)隙的對滾， 并對剃齒刀和并對剃齒刀和 工件施加一定壓力。工件施加一定壓力。 在對滾過程中，二者沿齒向和齒形方向均在對滾過程中，二者沿齒向和齒形方向均 產(chǎn)生相對滑移，產(chǎn)生相對滑移，利用剃齒刀沿齒向開出的鋸齒刀槽沿工件齒向利用剃齒刀沿齒向開出的鋸齒刀槽沿工件齒向 切去一切去一層很薄的金屬層很薄的金屬，同時，工作臺帶動工件作往復運動，以，同時，工作臺帶動工件作往復運動，以 剃削輪齒的全長。剃削輪齒的全長。 機械制造工藝學 剃齒應具備以下運動：剃齒應具備以下運動： （1） 剃

53、齒刀的正、反轉(zhuǎn)運動剃齒刀的正、反轉(zhuǎn)運動n1； （2） 工件沿軸向的往復運動工件沿軸向的往復運動fz； （3） 工件每往復一次后的徑向進給運動工件每往復一次后的徑向進給運動fj。 機械制造工藝學 剃齒機床結(jié)構簡單，調(diào)整方便剃齒機床結(jié)構簡單，調(diào)整方便，但是由于剃齒刀與被加，但是由于剃齒刀與被加 工齒輪沒有強制嚙合運動，因此對齒輪切向誤差的修正能工齒輪沒有強制嚙合運動，因此對齒輪切向誤差的修正能 力差。力差。 加工精度高：加工精度高：剃齒加工精度主要取決于剃齒刀。只要剃齒加工精度主要取決于剃齒刀。只要 剃齒刀本身的精度高，刃磨好，就能剃出表面粗糙度剃齒刀本身的精度高，刃磨好，就能剃出表面粗糙度RaR

54、a值值 為為0.80.80.4 0.4 mm，精度為，精度為6 68 8級的齒輪。級的齒輪。 加工成本低：加工成本低：剃齒加工效率高，剃齒刀壽命長。但剃剃齒加工效率高，剃齒刀壽命長。但剃 齒刀的制造比較困難，而且剃齒工作齒面容易產(chǎn)生畸變。齒刀的制造比較困難，而且剃齒工作齒面容易產(chǎn)生畸變。 應用：應用：主要用在大批大量生產(chǎn)中，對主要用在大批大量生產(chǎn)中，對調(diào)質(zhì)和淬火前調(diào)質(zhì)和淬火前的的 直、斜齒圓柱齒輪進行精加工，在汽車、拖拉機及機床制直、斜齒圓柱齒輪進行精加工，在汽車、拖拉機及機床制 造等行業(yè)中應用很廣泛。造等行業(yè)中應用很廣泛。 2.2.剃齒的工藝特點及應用剃齒的工藝特點及應用 機械制造工藝學 （

55、2 2）珩齒）珩齒 珩齒的加工原理與剃齒相同，也是一對交錯軸齒輪的嚙合珩齒的加工原理與剃齒相同，也是一對交錯軸齒輪的嚙合 傳動，所不同的只是珩磨是利用珩磨輪面上的磨料，傳動，所不同的只是珩磨是利用珩磨輪面上的磨料， 通過壓力通過壓力 和相對滑動來切除金屬的。和相對滑動來切除金屬的。 珩齒過程具有剃削、磨削和拋光的精加工的綜合作用，刀珩齒過程具有剃削、磨削和拋光的精加工的綜合作用，刀 痕復雜、細密。痕復雜、細密。 機械制造工藝學 特點特點：（1）加工質(zhì)量高）加工質(zhì)量高 與剃齒相比，由于珩磨輪表面有磨料，因此珩齒可以精與剃齒相比，由于珩磨輪表面有磨料，因此珩齒可以精 加工淬硬齒輪，可得到較小的表面

56、粗糙度和較高的齒面精加工淬硬齒輪，可得到較小的表面粗糙度和較高的齒面精 度。度。 珩齒后的表面粗糙度值珩齒后的表面粗糙度值Ra為為0.40.2m。加工精度：加工精度： 86級精度級精度 （2）由于珩齒與剃齒同屬齒輪自由嚙合，因而修正齒輪的）由于珩齒與剃齒同屬齒輪自由嚙合，因而修正齒輪的 切向誤差能力有限。所以，應當切向誤差能力有限。所以，應當在珩磨前的齒面加工中盡在珩磨前的齒面加工中盡 可能采用滾齒來提高齒輪的運動精度?？赡懿捎脻L齒來提高齒輪的運動精度。 機械制造工藝學 （3）生產(chǎn)率很高）生產(chǎn)率很高 因珩齒余量很小，約為因珩齒余量很小，約為0.010.02mm，且多為一次切，且多為一次切 除，

57、生產(chǎn)率很高，一般珩磨一個齒輪只需除，生產(chǎn)率很高，一般珩磨一個齒輪只需1min左右。左右。 （4）應用）應用 一般用于大批量加工一般用于大批量加工86級精度的淬火齒輪。級精度的淬火齒輪。 適用于適用于消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛而產(chǎn)生的齒面毛 刺與壓痕，可有效地降低表面粗糙度和齒輪嚙合噪聲，但刺與壓痕，可有效地降低表面粗糙度和齒輪嚙合噪聲，但 對齒形精度改善不大。對齒形精度改善不大。 機械制造工藝學 （3）磨齒）磨齒 是一種最重要的一種齒形精加工方法，既可磨削不淬火的是一種最重要的一種齒形精加工方法，既可磨削不淬火的 齒輪，又可磨削淬火的齒輪。齒輪，又可

58、磨削淬火的齒輪。 分類：按照磨齒的原理，可分為成形法和展成法兩種。分類：按照磨齒的原理，可分為成形法和展成法兩種。 圖圖2-68 成形法成形法 磨齒磨齒 成形法特點：成形法特點： 可在花鍵磨床或工具磨床上進行，設備可在花鍵磨床或工具磨床上進行，設備 費用較低。費用較低。 生產(chǎn)率較高，比展成法磨齒高近生產(chǎn)率較高，比展成法磨齒高近1010倍。倍。 但砂輪修整較復雜，且也存在一定的誤但砂輪修整較復雜，且也存在一定的誤 差。差。它的加工精度只能達到它的加工精度只能達到6級。級。 機械制造工藝學 (a) 錐形砂輪磨齒錐形砂輪磨齒 (b) 雙碟形砂輪磨齒雙碟形砂輪磨齒 (c) 蝸桿砂輪磨齒蝸桿砂輪磨齒 展

59、成法磨齒展成法磨齒 展成法磨齒可分為錐形砂輪磨齒、雙碟形砂輪磨齒和蝸展成法磨齒可分為錐形砂輪磨齒、雙碟形砂輪磨齒和蝸 桿砂輪磨齒三種方式。桿砂輪磨齒三種方式。 機械制造工藝學 特點：特點： 加工精度高加工精度高 加工精度可達加工精度可達64級級, Ra0.8 0.2m。由于采用強制嚙合的方式，因此不僅修正誤。由于采用強制嚙合的方式，因此不僅修正誤 差的能力強，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。差的能力強，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。 加工成本較高加工成本較高 磨齒加工的效率低，機床復雜，磨齒加工的效率低，機床復雜， 調(diào)整困難，故調(diào)整困難，故 加工成本較高，主要應用于齒輪精度要求很高的場加工成本較高，主要應用于齒輪精度要求很高的場 合。合。 機械制造工藝學 齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝也較復雜，選擇齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝也較復雜，選擇 加工方案時應綜合考慮齒輪的模數(shù)、尺寸、結(jié)構、材料、精度加工方案時應綜合考慮齒輪的模數(shù)、尺寸、結(jié)構、材料、精度 等級、生產(chǎn)批量、熱處理要求和工廠加工條件等。等級、生產(chǎn)批量、熱處理要求和工廠加工條件等。 齒面的加工方案選擇齒面的加工方案選擇 序號序號加工方案加工方案加工精度加工精度 生產(chǎn)生產(chǎn) 批量批量 適用范圍適用范圍 1銑齒銑齒I