最新-機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)11-PPT精品課件

1、圓柱齒輪齒面加工講 解 組：BJ0808第一組講 解 人：蔣沛沛小組成員：09張舉 12王飛 13陳延龍 16蔣沛沛 33張靈彥一、概述1、齒輪的結(jié)構(gòu)與分類齒輪是現(xiàn)代機(jī)器和儀器中傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)矩的重要零件。主要優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)準(zhǔn)確、傳遞轉(zhuǎn)矩大、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠耐用。應(yīng)用場(chǎng)合：齒輪減速箱、齒輪泵、齒輪馬達(dá)等。齒輪的分類按照齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：齒輪類型結(jié)構(gòu)剖面圖單聯(lián)齒輪多聯(lián)齒輪盤(pán)形齒輪齒圈軸齒輪2、齒輪的主要技術(shù)要求：傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性載荷分布的均勻性齒側(cè)具有間隙齒輪制造的精度確定標(biāo)準(zhǔn)13個(gè)精度等級(jí)，用數(shù)字012由低到高的順序排列，0級(jí)最高，12級(jí)最低齒面的切削加工成形法銑齒拉齒磨齒

2、滾齒插齒剃齒珩齒磨齒展成法齒面的無(wú)屑加工軋制（熱軋齒）冷擠齒（精軋齒）精密鍛造齒輪圓柱齒輪齒面加工方法：二、滾齒與插齒1、滾齒加工原理 滾齒是應(yīng)用一對(duì)交錯(cuò)圓柱齒輪副嚙合原理，使用齒輪滾刀進(jìn)行切齒的一種加工方法。滾齒刀齒數(shù)一般取14，通常取1。 滾齒時(shí)，滾到的螺旋線方向應(yīng)與被切削齒輪槽方向一致。滾刀軸線與被切削齒輪端面間夾角（滾齒刀安裝角） 被切削齒輪螺旋角； 滾刀導(dǎo)程角。 齒輪滾刀和被加工齒輪旋向相同時(shí)，上式取“-”號(hào)，旋向相反時(shí)，上式取“+”號(hào)。=0旋向相反，取“+”號(hào)旋向相同，取“-”號(hào)2、滾齒機(jī)運(yùn)動(dòng)滾齒的三種基本運(yùn)動(dòng)：（1）滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（ ）（2）工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（ ）滾刀與工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

3、之間，必須嚴(yán)格保持一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒圓柱齒輪副的嚙合傳動(dòng)關(guān)系，其傳動(dòng)比 應(yīng)滿足 滾刀與被切削齒輪的轉(zhuǎn)速； 被切削齒輪的齒數(shù)； 滾刀齒（頭）數(shù)。（3）軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（ ）為了在全齒寬上切削出漸開(kāi)線齒面，滾齒刀應(yīng)沿被切削齒輪軸線方向進(jìn)行軸向進(jìn)給，軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)形成齒面的導(dǎo)線。軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)滾刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)3、加工設(shè)備滾齒機(jī)工作臺(tái)移動(dòng)立式滾齒機(jī)立柱移動(dòng)立式滾齒機(jī)滾齒加工4、插齒原理插齒是利用一對(duì)平行軸圓柱齒輪副嚙合原理，使用插齒刀進(jìn)行切齒的一種加工方法。插齒刀相當(dāng)于一個(gè)切削刃為漸開(kāi)線并磨出前角和后角的假想圓柱齒輪，其模數(shù)與壓力角與被加工齒輪相同。插齒到以其內(nèi)孔或錐柄緊固在插齒機(jī)主軸上。插齒時(shí)，插齒刀

4、與被切削齒輪間嚴(yán)格保持一對(duì)圓柱齒輪的嚙合傳動(dòng)關(guān)系，插齒刀刀齒的連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡在工件上包絡(luò)出輪齒齒廓。5、插齒機(jī)運(yùn)動(dòng)（1）切削運(yùn)動(dòng) 插齒刀沿其周線方向的快速直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)是插齒切削的主運(yùn)動(dòng)，以插齒刀每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)的沖程次數(shù)表示（str/min）。提高插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度，可增加輪廓的包絡(luò)線數(shù)目，使齒廓線更加光滑，齒形誤差減小。（2）展成運(yùn)動(dòng)插齒刀與工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)構(gòu)成插齒加工的展成運(yùn)動(dòng)。插齒刀與工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間，必須嚴(yán)格保持一對(duì)圓柱齒輪副的嚙合傳動(dòng)關(guān)系，其傳動(dòng)比 應(yīng)滿足 插齒刀與被切削齒輪的轉(zhuǎn)速；插齒刀與被切削齒輪的齒數(shù)； （3）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 插齒刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是插齒的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以插齒刀每往復(fù)一次在其

5、節(jié)圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)表示（mm/str）。 圓周進(jìn)給量的大小影響插齒的切削負(fù)荷和生產(chǎn)效率。（4）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 開(kāi)始插齒時(shí)，如果插齒刀立即切入至全齒深，將會(huì)因切削負(fù)荷過(guò)大而損壞道具和機(jī)床。徑向進(jìn)給至全齒深后，徑向進(jìn)給自動(dòng)停止，再進(jìn)行展成加工，便可加工出完整的全深齒廓。（5）讓刀運(yùn)動(dòng)定義：插齒刀與被切削齒面脫離接觸稱為讓刀。目的：避免插齒刀在空行程中擦傷已切削齒面和減少齒刀磨損。6、加工設(shè)備插齒機(jī)插齒機(jī)分立式和臥式兩種前者使用最普遍。立式插齒機(jī)又有刀具讓刀和工件讓刀兩種形式。高速和大型插齒機(jī)用刀具讓刀中小型插齒機(jī)一般用工件讓刀。 插齒加工7、滾齒與插齒比較（1）加工質(zhì)量比較1)運(yùn)動(dòng)精度（傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確

6、性）滾齒后齒輪的的齒距累積誤差比插齒小。切削部位：滾齒加工： 滾刀上相同的23圈刀齒切出來(lái)的。插齒加工： 插齒刀的不同刀齒切出來(lái)的。2）傳動(dòng)的平穩(wěn)性滾齒與插齒形成的齒廓是由有限個(gè)折線包羅形成的，必然都存在齒形誤差。但插齒后形成的齒形誤差較小。實(shí)質(zhì)：包羅折線的數(shù)目。3）表面粗糙度 滾齒刀在齒向的切削是連續(xù)的。在被加工輪齒齒面上留下的是鱗狀刀痕。（右圖a） 插齒刀在齒向切削是連續(xù)的，輪齒齒面上留下的刀痕是直線。 （右圖b） 綜上分析可知：滾齒與插齒比較，滾齒齒輪運(yùn)動(dòng)精度高，但齒形誤差和齒面粗糙度比插齒大。（2）生產(chǎn)效率比較滾齒效率較高，因?yàn)椴宄岬那邢鬟\(yùn)動(dòng)是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，提高插翅速度要受到插齒機(jī)主軸往復(fù)

7、運(yùn)動(dòng)慣性的限制；此外插齒空行程的損失使實(shí)際切削的行程長(zhǎng)度減短。（3）生產(chǎn)應(yīng)用比較 滾齒效率高，齒距積累誤差小，運(yùn)動(dòng)精度高，通過(guò)后續(xù)精加工可彌補(bǔ)齒形誤差和齒面粗糙度的缺點(diǎn)。所以，高精度圓柱齒輪齒面的預(yù)加工一般采用滾齒。插齒可以加工內(nèi)齒、齒條、齒扇形等，還可以用來(lái)加工齒圈相距很近的雙聯(lián)、多聯(lián)齒輪中的小齒輪。插齒的靈活性比滾齒好。三、剃齒1、加工原理 利用一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合時(shí)沿齒向存在相對(duì)滑動(dòng)而創(chuàng)建的一種齒輪精加工方法。 剃齒刀與被切削齒輪嚙合時(shí)在齒向會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。 由于剃齒刀的齒面上開(kāi)有許多切削刃，剃齒刀便在被切齒面上剃下一層又薄又細(xì)的切屑。 剃齒切削速度切向分量剃齒刀的圓周速度工件的圓周速度

8、剃齒刀的螺旋角被剃齒輪的螺旋角2、剃齒機(jī)運(yùn)動(dòng)（1）剃齒刀的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)目的：為了剃削齒輪的兩個(gè)齒面。（2）工作臺(tái)軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)當(dāng)被剃齒輪為斜齒輪時(shí)，嚙合點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為一條與齒輪端面傾斜的曲線。當(dāng)被剃齒輪為直齒輪時(shí)，嚙合點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為一條與齒輪端面平行的曲線。（3）徑向（垂直）進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 3、剃齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍特點(diǎn)：機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)相對(duì)較低?？尚拚嘄X的徑向誤差、齒形誤差和減小齒面粗糙度，但對(duì)于輪齒的累積誤差等切向誤差的修正能力差。從保證加工精度考慮，剃前預(yù)加工一般先采用滾齒而不用插齒，因?yàn)樘挲X與滾齒的優(yōu)缺點(diǎn)可以互補(bǔ)，但與插齒的優(yōu)缺點(diǎn)不能互補(bǔ)。齒輪精加工時(shí)，加工成本低。剃齒加工精度取決于刀具。加工

9、齒輪精度可達(dá)到76級(jí)。齒面粗糙度可達(dá)到Ra0.401.25um。采用剃齒加工可將經(jīng)滾齒或插齒等預(yù)加工的齒輪精度提高12級(jí)。在大批量生產(chǎn)加工中加工中等模數(shù)、76級(jí)精度、未經(jīng)淬硬的齒輪，剃齒時(shí)最常用的齒輪精加工方法。4、加工設(shè)備剃齒機(jī)剃齒機(jī)有臥式和立式兩種。臥式剃齒機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)：一種刀具位于工件上面，機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，廣泛應(yīng)用于成批大量生產(chǎn)中小型齒輪的汽車(chē)、拖拉機(jī)和機(jī)床等行業(yè)；另一種刀具位于工件后面，工件裝卸方便主要用于加工大中型齒輪和軸齒輪。大型剃齒機(jī)多為立式，主要用于機(jī)車(chē)、礦山機(jī)械和船舶制造部門(mén)。 剃齒加工四、磨齒1、磨齒方法分類及特點(diǎn) 按齒廓形成方法不同，磨齒可分為成形法磨齒和展成法

10、磨齒兩大類。（1）成形法磨齒 成形法磨齒是將砂輪修整成與被加工齒輪槽相對(duì)應(yīng)的形狀，對(duì)被加工齒輪槽逐個(gè)進(jìn)行磨削。由于砂輪磨粒本身具有很高的硬度和耐熱性，因此磨削能加工硬度很高的材料，如淬硬的鋼、硬質(zhì)合金等。近年來(lái)，采用立方氮化硼（CBN）制作砂輪，改善了砂輪形狀的保持性。（2）展成法磨齒1）單片錐形砂輪磨齒 砂輪的截面形狀相當(dāng)于假想齒條的一個(gè)齒。磨齒時(shí)，砂輪一面旋轉(zhuǎn)，一面沿齒寬方向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就構(gòu)成了假想齒條上的一個(gè)齒。被磨齒輪位于與假想齒條相嚙合的位置，一面轉(zhuǎn)動(dòng)一面作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng)。2）雙片碟形砂輪磨齒 兩片碟形砂輪安裝后，構(gòu)成假想齒條的兩個(gè)齒面。磨齒時(shí)，砂輪只在原位旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)兩個(gè)

11、齒面進(jìn)行磨削；被加工齒輪一面轉(zhuǎn)動(dòng)一面移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng)。3）蝸桿砂輪磨齒 用蝸桿砂輪磨齒時(shí)，砂輪與被磨齒輪相當(dāng)于一對(duì)交錯(cuò)斜齒輪副嚙合傳動(dòng)。蝸桿砂輪磨齒的成形原理和機(jī)床運(yùn)動(dòng)與滾齒相同。由于展成運(yùn)動(dòng)和分齒運(yùn)動(dòng)是連續(xù)發(fā)生的，沒(méi)有空行程，故生產(chǎn)效率較高。2、磨齒的工藝特點(diǎn)和應(yīng)用范圍優(yōu)點(diǎn)：磨齒的加工質(zhì)量高，可糾正齒輪預(yù)加工中產(chǎn)生的各項(xiàng)齒 輪誤差，加工精度比剃齒、珩齒高得多。表面質(zhì)量好，粗糙度可達(dá)到Ra0.20.8um，而且能加工36級(jí)的淬硬齒輪。是最有效的精加工方法。缺點(diǎn)：生產(chǎn)效率低、成本高。發(fā)展：自從出現(xiàn)了蝸桿砂輪磨齒機(jī)和立方氮化硼（CBN）砂輪成形磨齒機(jī)等新型磨齒機(jī)床，磨齒的生產(chǎn)效率成倍提高，加工成本不斷下降。使得蝸桿砂輪磨齒工藝和成形磨齒工藝在大量生產(chǎn)中逐漸得到廣泛應(yīng)用。3、磨削的加工設(shè)備及其分類 磨床的種類很多，主要有平面磨床、外圓磨床、內(nèi)圓磨床、萬(wàn)能外圓磨床（也可磨內(nèi)孔）、齒輪磨床、螺紋磨床，導(dǎo)軌磨床、無(wú)心磨床（磨外圓）和工具磨床（磨刀具）等。這里介紹平面磨床及其運(yùn)動(dòng)。 磨齒加工4、加工設(shè)備磨齒機(jī)五、其他加工方法銑齒定義：用銑刀或銑刀盤(pán)按成形法或展成法加工齒輪或齒條的齒面。 視頻珩齒原理： 淬火后的齒輪輪齒表面有氧化皮，影響齒面粗糙度，熱處理的變形也影響齒輪的精度。由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，但也可