《機(jī)械制造工藝基礎(chǔ)（第八版）》 課件 第十章 齒輪加工

1§10-1齒輪的加工設(shè)備2§10-2齒形加工方法齒輪是傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要零件。常見(jiàn)的齒輪有直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒錐齒輪、人字圓柱齒輪等。齒輪的加工可分為齒坯加工和齒形加工兩個(gè)階段。齒坯大多屬于盤(pán)類(lèi)工件，通常經(jīng)車(chē)削（齒輪精度較高時(shí)須經(jīng)磨削）完成。齒形加工分為成形法和展成法兩類(lèi)?！?0-1齒輪加工設(shè)備一、齒輪加工機(jī)床1.滾齒機(jī)（1）滾齒機(jī)的應(yīng)用及其主要部件（2）滾齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)1）主運(yùn)動(dòng)。滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n

刀為主運(yùn)動(dòng)，如圖10-3所示。2）展成運(yùn)動(dòng)。滾刀和工件的嚙合運(yùn)動(dòng)為展成運(yùn)動(dòng)。3）垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。4）附加運(yùn)動(dòng)。在加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，為了形成螺旋線(xiàn)齒槽，當(dāng)滾刀垂直進(jìn)給時(shí)，工件應(yīng)做附加的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)附加運(yùn)動(dòng)。2.插齒機(jī)（1）插齒機(jī)的應(yīng)用在立式插齒機(jī)上，插齒刀裝在刀具主軸上，同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和上下往復(fù)插削運(yùn)動(dòng)；工件裝在工作臺(tái)上，做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，工作臺(tái)（或刀架）可橫向移動(dòng)實(shí)現(xiàn)徑向切入運(yùn)動(dòng)。刀具回程時(shí)，刀架向后稍做擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)讓刀運(yùn)動(dòng)或工作臺(tái)做讓刀運(yùn)動(dòng)。（2）插齒機(jī)的運(yùn)動(dòng)1）主運(yùn)動(dòng)。插齒刀做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，向下為切削運(yùn)動(dòng)，向上返回為退刀運(yùn)動(dòng)。2）展成運(yùn)動(dòng)。在加工過(guò)程中，要求插齒刀和工件保持一對(duì)齒輪的嚙合關(guān)系，即刀齒轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，工件應(yīng)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。刀具和工件的運(yùn)動(dòng)組成復(fù)合運(yùn)動(dòng)——展成運(yùn)動(dòng)。3）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為使插齒刀逐漸切至工件齒全深，插齒刀在圓周進(jìn)給的同時(shí)，必須做徑向進(jìn)給。4）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是插齒刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。插齒刀每往復(fù)行程一次，同時(shí)回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，其轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢直接影響插齒刀的切削用量和齒形參與包絡(luò)的數(shù)量。5）讓刀運(yùn)動(dòng)。為了避免插齒刀在回程時(shí)擦傷已加工表面和減少刀具的磨損，刀具和工件之間讓開(kāi)一段距離，而在插齒刀重新向下一工作行程時(shí)，應(yīng)立即恢復(fù)到原位，這種讓刀和恢復(fù)的動(dòng)作稱(chēng)為讓刀運(yùn)動(dòng)。二、齒輪加工刀具1.齒輪加工刀具種類(lèi)（1）按齒形加工原理分類(lèi)按齒形加工原理，齒輪加工刀具可分為成形齒輪刀具和展成齒輪刀具兩大類(lèi)。（2）按被加工齒輪的類(lèi)型分類(lèi)1）加工漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪的刀具：齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀、齒輪拉刀、齒條刀等。2）加工錐齒輪的刀具：加工直齒錐齒輪的銑刀、刨刀、雙銑刀盤(pán)，加工弧齒和擺線(xiàn)齒錐齒輪的銑刀盤(pán)等。3）加工蝸輪的刀具：蝸輪滾刀、飛刀和蝸輪剃齒刀等。4）加工非漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的刀具：花鍵滾刀、花鍵插齒刀、棘輪滾刀、圓弧齒輪滾刀、鏈輪滾刀和擺線(xiàn)齒輪滾刀等。2.常見(jiàn)齒輪加工刀具（1）齒輪滾刀齒輪滾刀是按螺旋齒輪嚙合原理，用展成法加工齒輪的刀具。1）滾刀的結(jié)構(gòu)和基本尺寸。滾刀的結(jié)構(gòu)分為整體式、鑲片式和可轉(zhuǎn)位式等類(lèi)型。滾刀的基本尺寸參數(shù)有外圓直徑d、內(nèi)圓直徑D、長(zhǎng)度L及容屑槽數(shù)。滾刀的精度等級(jí)有4A、3A、2A、A、B、C、D級(jí)2）齒輪滾刀的選擇。齒輪滾刀的選擇與被加工齒輪的齒數(shù)無(wú)關(guān)，只要求刀具的法向模數(shù)和法向壓力角與被加工齒輪的相應(yīng)參數(shù)相同即可。（2）插齒刀1）插齒刀的主要類(lèi)型及應(yīng)用2）插齒刀的精度及其結(jié)構(gòu)。插齒刀的精度等級(jí)有三種，即AA、A、B級(jí)，在正常的工藝條件下，分別用于6、7、8級(jí)精度齒輪的加工。3）插齒刀的選擇。插齒刀可用于加工直齒、斜齒、人字齒等圓柱齒輪，主要用于內(nèi)齒輪、齒條、多聯(lián)齒輪和無(wú)空刀槽的人字齒輪的加工三、滾刀的安裝加工直齒圓柱齒輪時(shí)，滾刀的安裝角方向和工件的旋轉(zhuǎn)方向如圖10-10所示。1.當(dāng)?shù)毒吲c工件的旋向一致時(shí)，δ=β-λ，如圖10-11a、圖10-11c所示；而當(dāng)旋向相反時(shí)，δ=β+λ，如圖10-11b、圖10-11d所示。2.刀具的安裝方向取決于工件的螺旋線(xiàn)方向，工件為右旋時(shí)，滾刀逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；工件為左旋時(shí)，滾刀順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。3.工件的展成運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向取決于滾刀的旋向。當(dāng)滾刀為右旋時(shí)，工件逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；當(dāng)滾刀為左旋時(shí)，工件順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。如圖10-11中的n2

為附加運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向，取決于工件的螺旋線(xiàn)方向?！?0-2齒形加工方法一、成形法銑齒1.銑齒的工作原理在普通或萬(wàn)能銑床上利用成形銑刀和分度頭，在齒坯上加工出齒面的方法稱(chēng)為銑齒常用的成形銑刀有盤(pán)形齒輪銑刀和指形齒輪銑刀2.齒輪銑刀的選擇3.銑齒加工的特點(diǎn)（1）銑齒的加工精度低。由于齒輪銑刀存在原理性齒形誤差和工件、刀具的安裝及分齒誤差，銑齒的精度較低。（2）銑齒的生產(chǎn)效率低，因?yàn)殂婟X的切削過(guò)程是間斷性進(jìn)行的。（3）銑齒加工不會(huì)出現(xiàn)根切現(xiàn)象，所以適用于加工齒數(shù)少于14的齒輪。（4）設(shè)備費(fèi)用低，在普通銑床上即可完成，并能加工齒條。（5）適用于單件、小批量生產(chǎn)和修配加工精度不高的齒輪。二、展成法滾齒1.滾齒的工作原理滾齒是利用一對(duì)軸線(xiàn)互相交叉的螺旋圓柱齒輪相嚙合的原理進(jìn)行加工的。（1）由于滾齒采用展成法加工，因此一把滾刀可以加工與其模數(shù)、壓力角相同的不同齒數(shù)的齒輪，適應(yīng)性好，大大擴(kuò)大了齒輪的加工范圍。（2）由于滾齒是連續(xù)切削，無(wú)空行程損失，并可采用多線(xiàn)滾刀提高粗滾齒的效率，使生產(chǎn)效率得到提高。（3）滾齒時(shí)，一般都使用滾刀一周多點(diǎn)的刀齒參與切削，工件上所有的齒槽都是由這些刀齒切出來(lái)的，因而被切齒輪的齒距偏差小。（4）滾齒加工出來(lái)的齒廓表面質(zhì)量比插齒加工差一些。（5）滾齒加工主要用于直齒、斜齒圓柱齒輪或蝸輪的加工，不能加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。2.滾齒加工的特點(diǎn)三、展成法插齒1.插齒的工作原理插齒是利用一對(duì)圓柱齒輪的嚙合關(guān)系原理進(jìn)行加工的。（1）齒形精度比滾齒高。（2）齒面的表面粗糙度值小。（3）運(yùn)動(dòng)精度低于滾齒。（4）齒向偏差比滾齒大。（5）插齒的生產(chǎn)效率比滾齒低。（6）插齒適用于加工滾齒不能加工的內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇形齒輪。2.插齒加工的特點(diǎn)四、齒面精加工1.剃齒其加工過(guò)程是由剃齒刀帶動(dòng)工件自由轉(zhuǎn)動(dòng)并模擬一對(duì)螺旋齒輪做雙面間隙嚙合運(yùn)動(dòng)。（1）剃齒的工作原理1）主運(yùn)動(dòng)。2）工件的轉(zhuǎn)動(dòng)。3）縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。4）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。（2）剃齒的運(yùn)動(dòng)（3）剃齒的工藝特點(diǎn)1）剃齒加工生產(chǎn)效率高。2）剃齒加工對(duì)齒輪切向誤差的修正能力差。3）剃齒加工能有效修正齒輪的齒形誤差和基節(jié)誤差，因而有利于提高齒輪的齒形精度，適于加工6～7級(jí)精度的齒輪。4）剃齒刀價(jià)格昂貴。2.珩齒其運(yùn)動(dòng)關(guān)系與剃齒相同，所不同的是所用的刀具不是金屬的剃齒刀，而是用金剛砂磨料加環(huán)氧樹(shù)脂等材料作結(jié)合劑澆注或熱壓而成的塑料齒輪——珩磨輪。（1）珩齒的工作原理1）珩齒由于切削速度低，其加工過(guò)程為低速磨削、研磨和拋光的綜合過(guò)程，故工件被加工齒面不會(huì)燒傷和有裂紋，表面質(zhì)量較高。2）一方面，由于珩磨輪彈性大，加工余量小，磨料粒度號(hào)大，因此珩齒修正誤差的能力較差；另一方面，珩磨輪自身的誤差對(duì)加工精度的影響也較小。3）與剃齒相比，珩磨輪的齒形簡(jiǎn)單，容易獲得高精度的齒形。4）生產(chǎn)效率高。（2）珩齒的特點(diǎn)（3）珩齒的應(yīng)用滾齒→剃齒→齒部淬火→修整基準(zhǔn)→珩齒。3.磨齒成形法磨齒與成形法銑齒