第十 切齒刀具

1、 本章介紹的切齒刀具主要是指切削漸開(kāi)線齒輪刀具。常用的切齒刀具有：齒輪銑刀、插齒刀和齒輪滾刀等。重點(diǎn)要求了解各類切齒刀具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選用方法。其中主要包括齒輪銑刀的齒廓形狀參數(shù)、各種刀號(hào)齒輪銑刀適用加工齒輪齒數(shù)的范圍；認(rèn)識(shí)插齒刀是個(gè)變位齒輪和插齒刀的適用范圍，了解插齒刀在使用前應(yīng)校驗(yàn)的項(xiàng)目；滾齒工作原理，齒輪滾刀齒側(cè)阿基米德螺旋面的特點(diǎn)，齒輪滾刀的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，齒輪滾刀的選用。 第一節(jié) 齒輪銑刀的種類和選用 第二節(jié) 插齒刀的結(jié)構(gòu)和使用 第三節(jié) 齒輪滾刀 成形齒輪銑刀（成形法）：盤(pán)形齒輪銑刀 指形齒輪銑刀 展成（范成法）刀具：齒輪滾刀、插齒刀、 剃齒刀、蝸輪滾刀、飛刀等 1、盤(pán)形齒輪銑刀盤(pán)形齒輪

2、銑刀 在臥式銑床上利用分度頭進(jìn)行分齒，盤(pán)形齒在臥式銑床上利用分度頭進(jìn)行分齒，盤(pán)形齒輪銑刀作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工直齒或斜齒齒輪。生產(chǎn)輪銑刀作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工直齒或斜齒齒輪。生產(chǎn)率和加工精度都比較低，適用于單件生產(chǎn)或修配工作中加工要求不高率和加工精度都比較低，適用于單件生產(chǎn)或修配工作中加工要求不高的圓柱齒輪。的圓柱齒輪。 （1）盤(pán)形齒輪銑刀的幾何參數(shù)）盤(pán)形齒輪銑刀的幾何參數(shù) 盤(pán)形齒輪銑刀的刃形是按照被加工齒輪的槽形和尺寸而設(shè)計(jì)的。盤(pán)形齒輪銑刀的刃形是按照被加工齒輪的槽形和尺寸而設(shè)計(jì)的。盤(pán)形齒輪銑刀是鏟齒成形銑刀，前角盤(pán)形齒輪銑刀是鏟齒成形銑刀，前角=0，使刃形與齒槽形相

3、同，以，使刃形與齒槽形相同，以便減小齒形加工誤差。為了有利于切削，齒頂后角便減小齒形加工誤差。為了有利于切削，齒頂后角af和齒側(cè)后角和齒側(cè)后角nD也是鏟削而成。也是鏟削而成。K為齒頂后角為齒頂后角af的鏟削量。的鏟削量。 圖10-1 齒輪銑刀銑齒a)盤(pán)形齒輪銑刀 b）指形齒輪銑刀 （ 2 ）盤(pán)形齒輪銑刀的選用）盤(pán)形齒輪銑刀的選用 用盤(pán)形齒輪銑刀加工齒輪時(shí)，齒輪的模數(shù)和壓力角相同，但齒散用盤(pán)形齒輪銑刀加工齒輪時(shí)，齒輪的模數(shù)和壓力角相同，但齒散不同。齒槽形狀也不相同。由漸開(kāi)線形成原理可知，齒數(shù)越少，則基不同。齒槽形狀也不相同。由漸開(kāi)線形成原理可知，齒數(shù)越少，則基圓越小，漸開(kāi)線就彎曲得越厲害。因此，

4、在加工不同齒數(shù)的齒輪時(shí)。圓越小，漸開(kāi)線就彎曲得越厲害。因此，在加工不同齒數(shù)的齒輪時(shí)。應(yīng)采用不同齒形的銑刀，這樣就會(huì)使銑刀的數(shù)量特別多。生產(chǎn)中為了應(yīng)采用不同齒形的銑刀，這樣就會(huì)使銑刀的數(shù)量特別多。生產(chǎn)中為了減少盤(pán)形齒輪銑刀的數(shù)量，常用一把銑刀加工模數(shù)和壓力角相同，但減少盤(pán)形齒輪銑刀的數(shù)量，常用一把銑刀加工模數(shù)和壓力角相同，但齒數(shù)規(guī)定了加工范圍的齒輪。如表所列。齒數(shù)規(guī)定了加工范圍的齒輪。如表所列。 2.指狀齒輪銑刀指狀齒輪銑刀 當(dāng)加工齒輪模數(shù)大于當(dāng)加工齒輪模數(shù)大于lOmmlOmm時(shí)，時(shí)，在立式銑床上利用分度頭進(jìn)行在立式銑床上利用分度頭進(jìn)行分齒，指狀齒輪銑刀作旋磚運(yùn)分齒，指狀齒輪銑刀作旋磚運(yùn)動(dòng)，工作

5、臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行動(dòng)，工作臺(tái)作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行銑齒工作。這種加工方法僅適銑齒工作。這種加工方法僅適用于單件生產(chǎn)和修配工作。用于單件生產(chǎn)和修配工作。 1、齒輪滾刀、齒輪滾刀 齒輪滾刀的工作原理如圖所示。把齒輪滾刀安裝在齒輪滾刀的工作原理如圖所示。把齒輪滾刀安裝在滾齒機(jī)的刀架上，并將齒輪滾刀搬轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角滾齒機(jī)的刀架上，并將齒輪滾刀搬轉(zhuǎn)一個(gè)螺旋升角( (該角該角等于容屑槽斜角等于容屑槽斜角) )，使齒輪滾刀旋轉(zhuǎn)并下移進(jìn)給。被切齒，使齒輪滾刀旋轉(zhuǎn)并下移進(jìn)給。被切齒輪按一定的傳動(dòng)比作圓周進(jìn)給。這樣就形成了展成運(yùn)動(dòng)。輪按一定的傳動(dòng)比作圓周進(jìn)給。這樣就形成了展成運(yùn)動(dòng)。齒輪滾刀第齒輪滾刀第1 1個(gè)齒的位置是

6、由第個(gè)齒的位置是由第6 6個(gè)齒的位置個(gè)齒的位置( (假設(shè)該齒輪假設(shè)該齒輪滾刀開(kāi)六個(gè)容屑槽滾刀開(kāi)六個(gè)容屑槽) )逐漸切入的，使被切齒輪的兩側(cè)齒形逐漸切入的，使被切齒輪的兩側(cè)齒形是包絡(luò)曲線，近似等于漸開(kāi)線。是包絡(luò)曲線，近似等于漸開(kāi)線。 圖10-7 齒輪滾刀圖10-7(a) 涂層齒輪滾刀實(shí)物照片 圖10-8 滾刀加工齒輪相當(dāng)于一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合a)交錯(cuò)軸斜齒輪副 b）滾齒運(yùn)動(dòng)圖10-9 滾刀刀齒形狀和滾刀安裝a)滾刀刀齒形狀 b）滾刀安裝 圖10-10 滾刀的產(chǎn)形螺旋面a)滾刀的切削刃在產(chǎn)形螺旋面上 b）滾刀經(jīng)重磨前面后齒廓不變圖10-11 阿基米德螺旋面及其車削方法a)阿基米德螺旋面形成 b）阿

7、基米德螺旋面的車削方法圖10-12 阿基米德滾刀的造形誤差和近似造形法a）阿基米德滾刀造形誤差 b）阿基米德滾刀軸平面內(nèi)截形1漸開(kāi)線滾刀軸平面內(nèi)截形 2阿基米德滾刀軸平面內(nèi)截形 3滾刀分圓柱圖10-13 法向直廓螺旋面及其車削方法圖10-14 加工硬齒面的硬質(zhì)合金刮削滾刀圖10-15 滾刀的容屑槽a)直槽滾刀 b）螺旋槽滾刀 c）滾刀容屑槽導(dǎo)程圖10-16 滾刀齒輪后角和齒側(cè)后角圖10-17 逆向與順向滾削 齒輪滾刀的基本結(jié)構(gòu)齒輪滾刀的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)頭的是一個(gè)頭的螺紋升角很小的蝸桿螺紋升角很小的蝸桿。為了形成切削刃和后角，在蝸桿上開(kāi)槽并鏟出齒頂和齒側(cè)后角。這為了形成切削刃和后角，在蝸桿上開(kāi)槽并

8、鏟出齒頂和齒側(cè)后角。這種蝸桿就稱為齒輪滾刀的基本蝸桿?；疚仐U的選用種蝸桿就稱為齒輪滾刀的基本蝸桿?；疚仐U的選用( (齒輪滾刀的選齒輪滾刀的選用用) )： 漸開(kāi)線基本蝸桿漸開(kāi)線基本蝸桿 漸開(kāi)線基本蝸桿的端截面齒形是漸開(kāi)線，軸向截面齒形是凸?jié)u開(kāi)線基本蝸桿的端截面齒形是漸開(kāi)線，軸向截面齒形是凸起的曲線。所以，漸開(kāi)線齒輪滾刀沒(méi)有齒形設(shè)計(jì)誤差，加工精度較起的曲線。所以，漸開(kāi)線齒輪滾刀沒(méi)有齒形設(shè)計(jì)誤差，加工精度較高，但制造比較困難，目前應(yīng)用很少。高，但制造比較困難，目前應(yīng)用很少。 法向直廓基本蝸桿法向直廓基本蝸桿 法向直廓基本蝸桿的法向截面齒形是直線，端截面齒形是延法向直廓基本蝸桿的法向截面齒形是直線

9、，端截面齒形是延長(zhǎng)漸開(kāi)線，法向直廓齒輪滾刀設(shè)計(jì)時(shí)。若對(duì)基本蝸桿齒形角進(jìn)行修長(zhǎng)漸開(kāi)線，法向直廓齒輪滾刀設(shè)計(jì)時(shí)。若對(duì)基本蝸桿齒形角進(jìn)行修正，也可以得到近似于漸開(kāi)線基本蝸桿的齒輪滾刀。但由于加工精正，也可以得到近似于漸開(kāi)線基本蝸桿的齒輪滾刀。但由于加工精度低，一般用于粗加工和大模數(shù)的齒輪滾刀。度低，一般用于粗加工和大模數(shù)的齒輪滾刀。 阿基米德基本蝸桿阿基米德基本蝸桿 阿基米德基本蝸桿的阿基米德基本蝸桿的軸向截面齒形是直線，端截軸向截面齒形是直線，端截面齒形是阿基米德螺旋線面齒形是阿基米德螺旋線。設(shè)計(jì)阿基米德齒輪滾刀時(shí)，。設(shè)計(jì)阿基米德齒輪滾刀時(shí)，若對(duì)阿基米德基本蝸桿的齒形角進(jìn)行修正，可以得到很若對(duì)阿基

10、米德基本蝸桿的齒形角進(jìn)行修正，可以得到很近似于漸開(kāi)線基本蝸桿的齒輪滾刀。由于阿基米德齒輪近似于漸開(kāi)線基本蝸桿的齒輪滾刀。由于阿基米德齒輪滾刀的制造和測(cè)量容易，刃磨時(shí)齒形精度比較容易控制。滾刀的制造和測(cè)量容易，刃磨時(shí)齒形精度比較容易控制。所以，目前我國(guó)凡模數(shù)在所以，目前我國(guó)凡模數(shù)在1010毫米以下的精加工齒輪滾刀毫米以下的精加工齒輪滾刀均規(guī)定為均規(guī)定為阿基米德齒輪滾刀阿基米德齒輪滾刀。 2 2、蝸輪滾刀、蝸輪滾刀 蝸桿蝸輪傳動(dòng)副也是機(jī)械傳動(dòng)部件之一，蝸桿蝸輪傳動(dòng)副也是機(jī)械傳動(dòng)部件之一，其優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大。蝸輪滾刀實(shí)際上是由蝸桿制其優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大。蝸輪滾刀實(shí)際上是由蝸桿制成的。外徑大于成的。外徑大于

11、303035mm35mm的蝸輪滾刀一般制成套的蝸輪滾刀一般制成套裝式，外徑小于裝式，外徑小于30mm30mm的蝸輪滾刀一般制成帶柄式。的蝸輪滾刀一般制成帶柄式。在單件小批生產(chǎn)和修配工件中，為了降低成本而在單件小批生產(chǎn)和修配工件中，為了降低成本而不購(gòu)置蝸輪滾刀，采用蝸輪飛刀切向進(jìn)給來(lái)滾削不購(gòu)置蝸輪滾刀，采用蝸輪飛刀切向進(jìn)給來(lái)滾削蝸輪。飛刀位于刀桿的軸向剖面內(nèi)，其齒形是直蝸輪。飛刀位于刀桿的軸向剖面內(nèi)，其齒形是直線，這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。價(jià)格低廉。線，這樣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便。價(jià)格低廉。 三、三、插齒刀插齒刀 （一）插齒刀的工件原理（一）插齒刀的工件原理(Y3150E Y3180(Y3150E Y

12、3180型插齒機(jī)型插齒機(jī)) ) 如圖所示，插齒刀安裝在插齒機(jī)床的主軸上，它如圖所示，插齒刀安裝在插齒機(jī)床的主軸上，它具有圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、上下直線切削主運(yùn)動(dòng)，還有讓刀運(yùn)具有圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、上下直線切削主運(yùn)動(dòng)，還有讓刀運(yùn)動(dòng)。工件逐漸地向插齒刀作徑向切入的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，動(dòng)。工件逐漸地向插齒刀作徑向切入的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并與插齒刀按規(guī)定傳動(dòng)比作嚙合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并與插齒刀按規(guī)定傳動(dòng)比作嚙合旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)( (展成運(yùn)動(dòng)展成運(yùn)動(dòng)) )。這樣，被切齒輪坯轉(zhuǎn)過(guò)一周后便成為齒輪。這樣，被切齒輪坯轉(zhuǎn)過(guò)一周后便成為齒輪。 圖10-2(a)插齒刀實(shí)物照片圖10-2 插齒刀的工作原理a)加工直齒輪 b）加工斜齒輪 圖10-3 插齒刀在不

13、同截面中的齒廓形狀 圖10-4 漸開(kāi)螺旋面的形成圖10-5 插齒刀的前角和后角a)插齒刀的前角、后角 b）前角引起齒廓誤差圖10-6 插齒刀與被切齒輪嚙合示意圖a)插齒刀切小齒輪時(shí)嚙合情況 b）被切齒輪與共軛齒輪嚙合 ( (二）插齒刀的選用二）插齒刀的選用 插齒刀有三種類型：插齒刀有三種類型： 盤(pán)形插齒刀盤(pán)形插齒刀 加工普通直齒外齒輪和大直加工普通直齒外齒輪和大直徑內(nèi)齒輪。徑內(nèi)齒輪。 碗形插齒刀碗形插齒刀 加工塔形、雙聯(lián)直齒輪。加工塔形、雙聯(lián)直齒輪。 錐柄插齒刀錐柄插齒刀 加工直齒內(nèi)齒輪。加工直齒內(nèi)齒輪。 插齒刀的精度有三個(gè)等級(jí)。插齒刀的精度有三個(gè)等級(jí)。AAAA等級(jí)加工等級(jí)加工6 6級(jí)齒輪；級(jí)

14、齒輪；A A等級(jí)加工等級(jí)加工7 7級(jí)齒輪；級(jí)齒輪；B B等級(jí)加工等級(jí)加工8 8級(jí)齒輪。級(jí)齒輪。 四、剃齒刀四、剃齒刀 1 1、剃齒刀工作原理、剃齒刀工作原理 剃齒刀的結(jié)構(gòu)是一個(gè)圓柱斜齒輪，在它的齒側(cè)面上做出許多小的凹剃齒刀的結(jié)構(gòu)是一個(gè)圓柱斜齒輪，在它的齒側(cè)面上做出許多小的凹形容屑槽而形成刀刃形容屑槽而形成刀刃。剃齒刀安裝在剃齒機(jī)床的主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。被剃齒刀安裝在剃齒機(jī)床的主軸上作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。被剃齒輪安裝在心軸上，心軸的兩端面有中心孔與工作臺(tái)上的頂尖精度配剃齒輪安裝在心軸上，心軸的兩端面有中心孔與工作臺(tái)上的頂尖精度配合。剃齒刀給被剃齒輪一定并帶動(dòng)被剃齒輪作無(wú)間隙的嚙合接觸點(diǎn)的速合。剃齒刀給被剃齒

15、輪一定并帶動(dòng)被剃齒輪作無(wú)間隙的嚙合接觸點(diǎn)的速度。由于這對(duì)斜齒輪嚙合接觸點(diǎn)的速度方向不一致，如圖度。由于這對(duì)斜齒輪嚙合接觸點(diǎn)的速度方向不一致，如圖3-983-98所示，使所示，使剃齒刀與被剃齒輪側(cè)面產(chǎn)生相對(duì)滑移，圖中的剃齒刀與被剃齒輪側(cè)面產(chǎn)生相對(duì)滑移，圖中的vfvf就是剃削速度就是剃削速度, ,因此因此, ,在在徑向進(jìn)給的壓力下，剃齒刀的側(cè)面凹槽切削刃在嚙合點(diǎn)處切下很薄的一徑向進(jìn)給的壓力下，剃齒刀的側(cè)面凹槽切削刃在嚙合點(diǎn)處切下很薄的一層切屑層切屑( (厚度約厚度約0.0050.0050.01mm)0.01mm)。剃齒是對(duì)未淬硬齒輪的齒形進(jìn)行精加。剃齒是對(duì)未淬硬齒輪的齒形進(jìn)行精加工的一種常用方法。滾齒或插齒以后經(jīng)過(guò)剃齒加工齒輪精度可達(dá)工的一種常用方法。滾齒或插齒以后經(jīng)過(guò)剃齒加工齒輪精度可達(dá)6-86-8級(jí)，級(jí)，齒面粗糙度值可達(dá)齒面粗糙度值可達(dá)1.251.250.63Ra0.63Ra。 2 2、剃齒刀的結(jié)構(gòu)、剃齒刀的結(jié)構(gòu) 盤(pán)形剃齒刀的結(jié)構(gòu)是圓柱斜齒輪，斜齒的兩側(cè)面用盤(pán)形剃齒刀的結(jié)構(gòu)是圓柱斜齒輪，斜齒的兩側(cè)面用插刀插出凹槽而形成切削刃。槽底與齒面一樣，是漸開(kāi)線。插刀插出凹槽