第3章-精密加工與超精密加工1

第3章精密加工和超精密加工3.1概述3.1.1精密、超精密加工的概念超精密加工是指加工精度和表面質(zhì)量達(dá)到極高程度的精密加工工藝。過(guò)去的超精密加工在今天來(lái)說(shuō)就是精密加工或一般加工，精密加工和超精密加工的界限將隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而逐漸向前推移。按國(guó)際上目前的加工水平，一般加工、精密加工和超精密加工可劃分如下:1、一般加工一般加工指精度在1um左右，相當(dāng)于在IT5-IT7級(jí)精度，表面粗糙度Ra值在0.2~0.8um的加工方法。如車(chē)、銑、刨、磨、鉸等。適用于汽車(chē)、拖拉機(jī)制造等工業(yè)。2、精密加工精密加工指精度在0.1~0.01um，相當(dāng)于IT5級(jí)和IT5級(jí)以上精度，表面粗糙度Ra值在0.1um以下的加工方法。金剛車(chē)、研磨、珩磨、超精研、砂帶磨、鏡面磨和冷壓加工等。用于精密機(jī)床、精密測(cè)量?jī)x器等。3、超精密加工超精密加工指精度在0.001um數(shù)量級(jí)，表面粗糙度Rz值在0.001um數(shù)量級(jí)的加工方法。加工中所使用設(shè)備的分辨率和重復(fù)定位精度應(yīng)為0.01um數(shù)量級(jí)。另外，現(xiàn)在經(jīng)常提及的微細(xì)加工和超微細(xì)加工是指進(jìn)行微小尺寸的加工，與一般尺寸加工有區(qū)別。一般尺寸加工時(shí)，精度是用誤差尺寸與所要求的加工尺寸之比來(lái)表示的；而在微細(xì)加工時(shí)，必須用尺寸的絕對(duì)值來(lái)表示。微細(xì)加工的渦輪轉(zhuǎn)子撲翼式微飛行器微型機(jī)器人微細(xì)加工與常規(guī)尺寸加工的區(qū)別：（1）加工精度的表示方法不同：一般尺度加工，加工精度常用相對(duì)精度表示，微細(xì)加工用絕對(duì)精度表示；（2）加工機(jī)理存在很大的差異：微細(xì)加工中加工單位急劇減小，必須考慮晶粒在加工中的作用；（3）加工特征明顯不同：一般加工以尺寸、形狀、位置精度為特征，微細(xì)加工由于加工對(duì)象的微小型化，以分離或結(jié)合原子、分子為特征；特別是掃描隧道顯微鏡和原子力顯微鏡的出現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)單個(gè)原子作為加工加工單位創(chuàng)造了條件；（4）當(dāng)構(gòu)件縮小到一定尺寸范圍時(shí)將出現(xiàn)尺度效應(yīng)。如表現(xiàn)在：構(gòu)件尺寸減小，材料內(nèi)部缺陷減少，機(jī)械強(qiáng)度增加；微構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度、殘余應(yīng)力等與大構(gòu)件不同，有些表征材料物理性能的物理量需重新定義。3.1.2精密、超精密加工的意義與重要性現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)之所以要致力于提高加工精度，其主要的動(dòng)因在于：提高產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，提高其質(zhì)量的穩(wěn)定性與性能的可靠性，促進(jìn)產(chǎn)品的小型化，增強(qiáng)零件的互換性，提高裝配生產(chǎn)率并促進(jìn)裝配自動(dòng)化。例如，超精密加工使陀螺儀的精度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)，MX戰(zhàn)略導(dǎo)彈裝上這種高精度陀螺儀，其命中精度圓概率誤差由5000m降低到50一150m;又如，據(jù)英國(guó)Rolls一Roycc公司的資料，若將飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的加工精度由60μm提高到12μm，而加工表面粗糙度Ra值由0.5μm降低到0.2μm，則發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮效率將會(huì)有“戲劇性的改善”;再如，傳動(dòng)齒輪的齒形及齒距誤差若能從目前的3一6μm降低到1μm，則單位齒輪箱重量所能傳遞的轉(zhuǎn)矩將提高近一倍。

發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮效率：又叫壓縮比，汽缸在下止點(diǎn)時(shí)的最大體積與汽缸在上止點(diǎn)時(shí)的最小體積之比。

上述事實(shí)表明，精密、超精密加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的前沿，是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中取得成功的關(guān)鍵技術(shù)，精密、超精密加工技術(shù)水平對(duì)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、軍事、科技等各領(lǐng)域的發(fā)展具有重大支持意術(shù)。是一個(gè)國(guó)家實(shí)力與能力的象征。3.1.3精密加工和超精密加工的工藝特點(diǎn)1、以精密元件為加工對(duì)象。2、高精度、高表面質(zhì)量、高穩(wěn)定性。（1）材料本身的要求。（2）要有嚴(yán)格的加工環(huán)境。（3）設(shè)備本身精度要高，設(shè)備內(nèi)部要有恒溫措施。（4）要合理安排熱處理工藝。3、精密測(cè)量。4、常與微細(xì)加工結(jié)合在一起。5、常和自動(dòng)控制結(jié)合在一起。6、常采用復(fù)合加工技術(shù)。3.1.4超精密加工的共性及其發(fā)展1、超精密運(yùn)動(dòng)部件2、超精密運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)與傳遞3、超精密機(jī)床數(shù)控技術(shù)4、超精密運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)5、超精密機(jī)床布局與整體技術(shù)6、其他重要技術(shù)

3．2精密、超精密加工方法精密、超精密加工目前主要有精密切削加工、精密磨削加工、精密衍磨、超精研、精密研磨、超精密磨料加工、電解磨削加工和納米加工(原子、分子加工單位的加工方法)等。

3．2精密、超精密加工方法3.2.1精密切削加工精密、超精密切削加工主要是利用立方氮化硼(CBN)、人造(聚晶)金剛石和單晶金剛石刀具進(jìn)行切削加工。

3．2精密、超精密加工方法3.2.1精密切削加工1.精密、超精密切削加工的應(yīng)用實(shí)例2.金剛石刀具的材料及加工精度水平3.金剛石刀具超精密切削的機(jī)理4.影響金剛石精密切削的因素（1）金剛石刀具的刃磨質(zhì)量（2）金剛石刀具的幾何角度和對(duì)刀（3）被加工材料的均勻性和微觀缺陷（5）工作環(huán)境（5）加工設(shè)備

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-1金剛石刀具的刃磨金剛石刀具的刃磨是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。目前，金剛石刀具的刃磨大多采用研磨的方法，即將金剛石選擇好晶向后固定在夾具上，在鑄鐵研磨盤(pán)上進(jìn)行研磨，而鑄鐵研磨盤(pán)在兩個(gè)紅木制成的頂尖中由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)，這樣有較高的回轉(zhuǎn)精度及精度保持性。

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-2金剛石車(chē)刀切削銅和鋁時(shí)，金剛石刀具的角度可參考圖3一2，它符合一般切削的規(guī)律，如:主偏角Kr和副偏角Kr1較小時(shí)，表面粗糙度值較小;刀尖圓弧半徑R愈大，表面粗糙度Rz值愈小，一般取Rz3mm左右。金剛石刀具對(duì)刀時(shí)要借助于顯微鏡。

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-3金剛石刀刃的幾何形狀

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-4圓柱形空氣靜壓軸承

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-6球形空氣靜壓軸承3.2.2

精密磨削加工磨削后使工件尺寸公差小于10μm，表面粗糙度Ra值小于0.1μm的磨削通常稱(chēng)為精密磨削?，F(xiàn)代高精度磨削技術(shù)的發(fā)展，使磨削尺寸精度達(dá)到0.1一0.3μm，表面粗糙度幾值達(dá)0.2-0.05μm。磨削表面變質(zhì)層和殘留應(yīng)力均甚小，明顯提高了加工零件的質(zhì)量。

金剛石刀具主要是對(duì)鋁、銅及其合金等材料進(jìn)行超精密切削，而對(duì)于黑色金屬、硬脆材料的精密與超精密加工，則主要是應(yīng)用精密和超精密磨料加工。所謂精密和超精密磨料加工，就是利用細(xì)粒度的磨粒和微粉對(duì)黑色金屬、硬脆材料等進(jìn)行加工，以得到高加工精度和低表面粗糙度值。精密磨削時(shí)砂輪的修整砂輪修整是精密磨削的關(guān)鍵，有單粒金剛石修整、金剛石粉末燒結(jié)型修整器修整和金剛石超聲波修整等。砂輪的修整用量有修整導(dǎo)程、修整深度、修整次數(shù)和光修次數(shù)。修整導(dǎo)程（縱向進(jìn)給量）為10～15mm/min，修整深度為2.5μm/單行程，精修次數(shù)2～3次，光修次數(shù)1次單行程。2、精密磨削的加工原理微刃的微切削作用微刃的等高切削作用微刃的滑擠、摩擦、拋光作用3.精密磨削時(shí)表面粗糙度值很小的原因

（1）機(jī)床精密磨削要在精密磨床上進(jìn)行。精密磨床應(yīng)滿足的要求：1、高幾何精度：主要有砂輪主軸回轉(zhuǎn)精度和導(dǎo)軌平直度，以保證工件的幾何形狀精度要求，主軸軸承一般采用動(dòng)壓和動(dòng)靜壓組合軸承。2、低速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性：要求無(wú)爬行和沖擊現(xiàn)象，能平穩(wěn)工作。特殊設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)，采取排除空氣、低流量節(jié)流閥、工作臺(tái)導(dǎo)軌壓力潤(rùn)滑。3、減少振動(dòng)1）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子應(yīng)進(jìn)行動(dòng)平衡，電動(dòng)機(jī)與砂輪架之間進(jìn)行隔振；2）砂輪要進(jìn)行動(dòng)平衡；3）精密磨床最好安裝在防振地基上。

（2）砂輪精密磨削使所用砂輪的選擇以易產(chǎn)生和保持微刃及其等高性為原則。磨削鋼件及鑄鐵件時(shí)，采用剛玉磨料較好，單晶剛玉最好，白剛玉、鉻剛玉應(yīng)用最普遍。砂輪的粒度可選擇粗粒度和細(xì)粒度兩類(lèi)。結(jié)合劑選擇樹(shù)脂較好，加入石墨填料加強(qiáng)摩擦拋光作用。

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-7砂輪端面的修整

3、磨削用量砂輪速度一般在15～30m/s一般在10～15m/min工件線速度工件縱向進(jìn)給量一般為50～100mm/min或0.06～0.5mm/r徑向進(jìn)給量（吃刀量）一般取2.5～5μm/單行程徑向進(jìn)給次數(shù)一般約2～3次（單行程）光磨（無(wú)火花磨削）粗粒度砂輪精細(xì)修整后，光磨次數(shù)采用5～8次細(xì)粒度砂輪精細(xì)修整后，光磨次數(shù)采用10～25次。

返回目錄（4）加工工藝

高精度磨削時(shí)加工余量不能大，一般為0.01一0.015mm。同時(shí)要注意其他有關(guān)的環(huán)節(jié)，如:

1)工件在磨削前要修研中心孔，使接觸面足夠多。2)砂輪的修整要仔細(xì)，做好砂輪靜、動(dòng)平衡。

3)磨削前要使機(jī)床進(jìn)行空轉(zhuǎn)，使機(jī)床各項(xiàng)性能都處于穩(wěn)定狀態(tài)，再進(jìn)行磨削加工。4)磨削時(shí)嚴(yán)格控制徑向進(jìn)給，機(jī)床刻度不準(zhǔn)時(shí)在徑向可裝上千分表來(lái)進(jìn)行控制。5)切削液應(yīng)進(jìn)行很好的過(guò)濾和定期更換，一定要保持清潔，避免污物、雜物劃傷工件表面。(5)精密磨削加工實(shí)例l)圓柱面鏡面磨削加工方法:磨削速度選v=25一35m/s，粗磨時(shí)fr=0.02一0.07mm，精磨時(shí)fr=3一10μm;當(dāng)用油石研、拋時(shí)，v=10~50m/min，材料的去除速度為0.1一lμm/min。2)球面鏡面磨削加工：球面鏡面研、拋時(shí)要求研具保持在被加工表面的法向上，有兩種保證方法一是通過(guò)研具1本身的自定位機(jī)構(gòu)來(lái)達(dá)到;二是通過(guò)采用數(shù)控系統(tǒng)使研磨頭2傾斜角來(lái)實(shí)現(xiàn)。球面鏡面的磨拋加工法是建立在借助激光干涉儀4進(jìn)行表面3的誤差測(cè)量的基礎(chǔ)上。測(cè)量時(shí)，激光干涉儀沿X和Y坐標(biāo)移動(dòng)，或沿X、Y中之一的方向移動(dòng)和隨工作臺(tái)5轉(zhuǎn)動(dòng)，鏡面誤差的測(cè)量結(jié)果被記錄在仿真量或數(shù)字量的記憶裝置中，然后進(jìn)行處理。3)平面鏡面的磨削加工:平面鏡面的加工主要采用磨削和研拋工藝方法來(lái)加工，目前此法所能達(dá)到的最高平面度<0.2μm/300mm，表面粗糙度Ra<1nm。珩磨定義：用鑲嵌在珩磨頭上的油石對(duì)工件表面施加一定壓力，珩磨工具或工件同時(shí)作相對(duì)旋轉(zhuǎn)和軸向直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切除工件上極小余量的精加工方法。珩磨定義37珩磨頭分類(lèi)：機(jī)械加壓式、氣壓或液壓自動(dòng)調(diào)壓式數(shù)種。圖中所示的珩磨頭為機(jī)械加壓式，實(shí)際生產(chǎn)中多用液壓調(diào)壓式。珩磨頭的結(jié)構(gòu)38珩磨應(yīng)用范圍大量應(yīng)用于各種形狀的孔的光整或精加工，孔徑在Φ1~1200mm，長(zhǎng)度可達(dá)20000mm。國(guó)內(nèi)珩磨機(jī)工作范圍Φ5~250mm，孔長(zhǎng)3000mm。可用于外圓、球面及內(nèi)外環(huán)形曲面加工。如活塞環(huán)、挺桿球面與滾球軸承的內(nèi)外圈等。珩磨內(nèi)孔尺寸：1~1200mm珩磨內(nèi)孔深度：1~20000mm尺寸精度：0.002~0.01mm表面粗糙度：0.025~1.6um技術(shù)指標(biāo)39珩磨工具材料材料特殊金屬陶瓷白剛玉油石立方氮化硼人造金剛石碳剛玉油石綠剛玉油石40

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-11珩磨自動(dòng)測(cè)量裝置

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-12超精研加工原理

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-13研磨時(shí)磨粒的切削作用

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-14移去原子級(jí)材料的過(guò)程

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-15手工研磨工具

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-16單面和雙面機(jī)械研磨機(jī)

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-17精密平面在液體中研磨的裝置

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-18超精密鏡面游離磨料拋光

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-19超精鏡面砂帶拋光硬磁盤(pán)涂層表面

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-20砂帶拋光運(yùn)動(dòng)軌跡

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-21砂帶結(jié)構(gòu)

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-22電子束光刻加工過(guò)程

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-23離子束濺射中的離子碰撞過(guò)程模型

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-24離子束加工非球面原理

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工圖3-25離子束加工金剛石制品

返回目錄3．2精密、超精密加工方法第3章精密加工和超精密加工

圖3-26離子束表面加工示意圖圖4-30圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式

3.3

精密圓柱齒輪加工

3.3.1.齒輪的精度要求齒輪本身的制造精度,對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大影響。根據(jù)齒輪的使用條件,對(duì)齒輪傳動(dòng)提出以下幾方面的要求:(1)運(yùn)動(dòng)精度。要求齒輪能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng),傳動(dòng)比恒定,即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中,轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。(2)工作平穩(wěn)性。要求齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),沖擊、振動(dòng)和噪聲要小。這就要求限制齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速比的變化要小,也就是要限制短周期內(nèi)的轉(zhuǎn)角誤差。

3.3

精密圓柱齒輪加工(3)接觸精度。(4)齒側(cè)間隙。要求齒輪傳動(dòng)時(shí),非工作齒面間留有一定間隙,以?xún)?chǔ)存潤(rùn)滑油,補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差。齒輪的制造精度和齒側(cè)間隙主要根據(jù)齒輪的用途和工作條件加以規(guī)定。對(duì)于分度傳動(dòng)用齒輪,主要的要求是齒輪運(yùn)動(dòng)精度,使得傳遞的運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠;對(duì)于高速動(dòng)力傳動(dòng)用的齒輪,必須要求工作平穩(wěn),沒(méi)有沖擊和噪聲;對(duì)于重載低速傳動(dòng)用的齒輪,則要求齒的接觸精度要好,使嚙合齒的接觸面積大,不致引起齒面過(guò)早的磨損;對(duì)于換向傳動(dòng)和讀數(shù)機(jī)構(gòu),齒側(cè)間隙應(yīng)嚴(yán)格控制,必要時(shí)還須消除間隙。

3.3

精密圓柱齒輪加工

返回目錄3.3.2精密圓柱齒輪加工圖3-27齒面加工的三種方法3.3

精密圓柱齒輪加工

返回目錄3．3精密圓柱齒輪加工第3章精密加工和超精密加工圖3-28插齒頭插齒齒輪加工典型工藝齒輪加工典型工藝

返回目錄3．3精密圓柱齒輪加工第3章精密加工和超精密加工圖3-29由于阿基米德蝸桿所造成的齒形誤差2.滾齒1)滾齒特點(diǎn)滾齒是齒形加工中生產(chǎn)率較高,應(yīng)用最廣的一種加工方法。而且滾齒加工通用性好,可加工圓柱齒輪、蝸輪等,亦可加工漸開(kāi)線齒形、圓弧齒形、擺線齒形等。滾齒既可加工小模數(shù)、小直徑齒輪,又可加工大模數(shù)、大直徑齒輪,加工斜齒也很方便。

滾齒可直接加工9～8級(jí)精度齒輪,也可作為7級(jí)精度以上齒輪的粗加工和半精加工。滾齒可以獲得較高的運(yùn)動(dòng)精度。因滾齒時(shí)齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成,參加切削的刀齒數(shù)有限,故齒面的表面粗糙度值較大。為提高加工精度和齒面質(zhì)量,宜將粗、精滾齒分開(kāi)。

4.4.3圓柱齒輪齒形加工方法(2)滾齒的加工精度與滾刀類(lèi)型和精度有關(guān)：多頭滾刀滾齒：8-10級(jí)單頭滾刀滾齒：滾刀分級(jí)：AAA、AA、A、B、C加工精度：6-10級(jí)

3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法

2.插齒及與滾齒工藝特點(diǎn)比較1)插齒原理與運(yùn)動(dòng)插齒也是生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的一種切齒方法。插齒刀精度等級(jí)分AA,A,B三級(jí)，分別可加工6-8級(jí)精度的齒輪。(1)插齒原理。從插齒過(guò)程上分析,插齒刀和工件相當(dāng)于一對(duì)軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合,插齒刀就是一個(gè)磨有前、后角具有切削刃的高精度齒輪。

3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法

(2)插齒的主要運(yùn)動(dòng)(如圖4-44所示)有:①切削運(yùn)動(dòng)。插齒刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。②分齒展成運(yùn)動(dòng)。插齒刀與工件間應(yīng)保持正確的嚙合關(guān)系。插齒刀每往復(fù)一次,工件相對(duì)刀具在分度圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)為加工時(shí)的圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng),故刀具與工件的嚙合過(guò)程也就是圓周進(jìn)給過(guò)程。③徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。插齒時(shí),為逐步切至全齒深,插齒刀應(yīng)有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fr。

④讓刀運(yùn)動(dòng)。插齒刀作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),向下是工作過(guò)程。為了避免刀具擦傷已加工的齒面并減少刀齒磨損,在插齒刀向上運(yùn)動(dòng)時(shí),工作臺(tái)帶動(dòng)工件沿徑向退出切削區(qū)一段距離,插齒刀工作行程時(shí),工件恢復(fù)原位。在較大規(guī)格的插齒機(jī)上,讓刀運(yùn)動(dòng)由插齒刀刀架部件來(lái)完成。

3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法2)插齒與滾齒工藝特點(diǎn)比較插齒與滾齒同為常用的齒形加工方法,它們的加工精度和生產(chǎn)率也大體相當(dāng)。但在精度指標(biāo)、生產(chǎn)率和應(yīng)用范圍等方面又各自有其特點(diǎn)?，F(xiàn)分析比較如下:(1)插齒的加工質(zhì)量。①插齒的齒形精度比滾齒高。這是因?yàn)椴妪X刀在制造時(shí),可通過(guò)高精度磨齒機(jī)獲得精確的漸開(kāi)線齒形。②插齒后的齒面粗糙度比滾齒小。其原因是插齒的圓周進(jìn)給量通常較小,插齒過(guò)程中包絡(luò)齒面的切削刃數(shù)較滾齒多,因而插齒后的齒面粗糙度小。

3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法③插齒的運(yùn)動(dòng)精度比滾齒差。因?yàn)樵跐L齒時(shí),一搬只是滾刀某幾圈的刀齒參加切削,工件上所有齒槽都是這些刀齒切出的;而插齒時(shí),插齒刀上的各刀齒順次切削工件各齒槽,因而,插齒刀上的齒距累積誤差將直接傳給被切齒輪;另外,機(jī)床傳動(dòng)鏈的誤差使插齒刀旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角誤差,也使得插齒后齒輪有較大的運(yùn)動(dòng)誤差。④插齒的齒向誤差比滾齒大。插齒的齒向誤差主要決定于插齒機(jī)主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)軌跡與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差。插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻率高,主軸與套筒的磨損大,因此插齒的齒向誤差常比滾齒大。

插齒的表面粗糙度略?xún)?yōu)于滾齒。插齒Ra1.6；滾齒3.2-1.6。3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法(2)插齒的生產(chǎn)率。切制模數(shù)較大的齒輪時(shí),插齒速度要受插齒刀主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性和機(jī)床剛性的制約,切削過(guò)程又有空程時(shí)間損失,故生產(chǎn)率比滾齒加工要低。但在加工小模數(shù)、多聯(lián)齒、齒寬窄的齒輪時(shí),插齒生產(chǎn)率會(huì)比滾齒高。(3)插齒的應(yīng)用范圍。從上面分析可知,插齒適合于加工模數(shù)小、齒寬較小、工作平穩(wěn)性要求較高而運(yùn)動(dòng)精度要求不太高的齒輪。尤其適用于加工內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪中的小齒輪、齒條及扇形齒輪等。但加工斜齒輪需用螺旋導(dǎo)軌,不如滾齒方便。

3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法三、剃齒

(一)剃齒原理剃齒加工是根據(jù)一對(duì)螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個(gè)角度（基本條件），剃齒刀為主動(dòng)輪1，被切齒輪為從動(dòng)輪2，它們的嚙合為無(wú)側(cè)隙雙面嚙合的自由展成運(yùn)動(dòng)。在嚙合傳動(dòng)中，齒面間沿齒向產(chǎn)生相對(duì)滑移，剃齒刀的齒面開(kāi)槽而形成刀刃，通過(guò)滑移速度將齒輪齒面上的加工余量切除。由于是雙面嚙合，剃齒刀的兩側(cè)面都能進(jìn)行切削加工，但由于兩側(cè)面的切削角度不同，故對(duì)剃齒質(zhì)量有較大影響。為使齒輪兩側(cè)獲得同樣的剃削條件，則在剃削過(guò)程中，剃齒刀做交替正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法

剃齒加工需要有以下幾種運(yùn)動(dòng)：1.剃齒刀帶動(dòng)工件的高速正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)―基本運(yùn)動(dòng)。2.工件沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)－使齒輪全齒寬均能剃出3.工件每往復(fù)一次做徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)－次以切除全部余量。（二）剃齒特點(diǎn)剃齒加工精度一般為6～7級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8-0.4μm，用于未淬火齒輪的精加工。剃齒加工的生產(chǎn)率高，加工一個(gè)中等尺寸的齒輪一般只需2～4min，與磨齒相比較，可提高生產(chǎn)率10倍以上。由于剃齒加工是自由嚙合，機(jī)床無(wú)展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，故機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整容易。剃齒對(duì)第一公差組的誤差修正能力較弱，因此要求齒輪的運(yùn)動(dòng)精度在剃前不能低于剃后要求，特別是公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量應(yīng)在剃前保證；其它各項(xiàng)精度可比剃后低一級(jí)。剃齒刀的精度分A、B、C三級(jí)，分別加工6、7、8級(jí)精度的齒輪。3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法剃齒余量剃齒余量的大小，對(duì)加工質(zhì)量及生產(chǎn)率均有一定影響。余量不足，剃前誤差和齒面缺陷不能全部除去；余量過(guò)大，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而變壞。表9—5可供選擇余量時(shí)參考。表9－5剃齒余量(mm)剃前齒輪材料要求材料密度均勻，無(wú)局部缺陷，韌性不得過(guò)大，以免出現(xiàn)滑刀和啃切現(xiàn)象，影響表面粗糙度。剃前齒輪硬度在22～32HRC范圍內(nèi)較合適。

3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法四、珩齒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，但也可以采用珩齒進(jìn)行精加工。珩齒原理與剃齒相似，珩輪與工件類(lèi)似于一對(duì)螺旋齒輪呈無(wú)側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對(duì)滑動(dòng)，并在齒面間施加一定的壓力來(lái)進(jìn)行珩齒。珩齒時(shí)的運(yùn)動(dòng)和剃齒相同。與剃齒不同的是開(kāi)車(chē)后一次徑向進(jìn)給到預(yù)定位置，故開(kāi)始時(shí)齒面壓力較大，隨后逐漸減小，直到壓力消失時(shí)珩齒便結(jié)束。珩輪由磨料（通常80?！?80＃粒度的電剛玉）和環(huán)氧樹(shù)脂等原料混合后在鐵芯澆鑄而成。珩齒是齒輪熱處理后的一種精加工方法。3.3.3圓柱齒輪齒形加工方法與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點(diǎn)：（1）珩輪結(jié)構(gòu)和磨輪相似，但珩齒速度甚低（通常為1～3m/s），加之磨粒粒度較細(xì)，珩輪彈性較大，故珩齒過(guò)程實(shí)際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過(guò)程。（2）珩齒時(shí)，齒面間隙沿齒向有相對(duì)滑動(dòng)外，沿齒形方向也存在滑動(dòng)，因而齒面形成復(fù)雜的網(wǎng)紋，提高了齒面質(zhì)量，其粗糙度可從Ra1.6μm降到Ra0.8～0.4μm。（3）珩輪彈性較大，對(duì)珩前齒輪的各項(xiàng)誤差修正作用不強(qiáng)。因此，對(duì)珩輪本身的精度要求不高，珩輪誤差一般不會(huì)反映到被珩齒輪上。（4）珩輪主要用于去除熱處理后齒面上