金屬切削原理與刀具教師馮和平信條困難多一點(diǎn)進(jìn)步可能大一點(diǎn)第12章切齒刀具切齒刀具

齒輪滾刀插齒刀剃齒刀第12章切齒刀具切齒刀具：切削齒輪、蝸輪、鏈輪和花鍵的刀具重點(diǎn)：切削漸開(kāi)線圓柱齒輪的銑刀、滾刀、插齒刀的工作原理和選擇使用方法第12章切齒刀具分類按成形原理分為：

1.成形法切齒刀具：利用與被加工齒輪齒槽截形相一致的刀具齒形，在齒坯上加工齒面。2.展成法（范成法）切齒刀具：刀具與工件模擬一對(duì)齒輪（或齒輪與齒條）作嚙合運(yùn)動(dòng)（范成運(yùn)動(dòng)），在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，刀具齒形的運(yùn)動(dòng)軌跡逐步包絡(luò)出工件的齒形。按加工齒輪的類型分為：切削漸開(kāi)線圓柱齒輪的刀具切削蝸輪的刀具切削錐齒輪的刀具切削非漸開(kāi)線圓柱齒輪的刀具成形法切齒刀具銑齒(gearmilling)

仿形法加工齒輪時(shí)，刀具的形狀與齒輪的齒槽形狀相同。用一般銑床即可以銑去齒槽的金屬而形成齒輪的輪齒。拉刀拉齒(gearbroaching)

拉刀拉齒主要用來(lái)拉削內(nèi)齒輪，拉刀的最終形狀與齒輪的完整的齒槽空間相同，它是仿形法加工的一種，因拉刀的制造成本高，故它適用于批量生產(chǎn)的情況。沖壓齒輪

沖頭的形狀與完整的齒輪或完整的齒槽的形狀相同，它可以沖壓出外齒輪，也可以沖壓出內(nèi)齒輪。它適用于批量生產(chǎn)。在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齒輪。銑齒(gearmilling)指形齒輪銑刀特點(diǎn)：精度效率低適用：?jiǎn)渭∨蛐夼浼庸ご竽?shù)(m=10-100mm)直齒斜齒和人字齒輪成形齒輪銑刀特點(diǎn)：精度效率低適用：?jiǎn)渭∨蛐夼涔ぷ髟阢姶采嫌帽P形或指形齒輪銑刀銑削齒輪，加工時(shí)，刀具作快速的切削運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)），并沿齒槽作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就可切出齒槽。加工完一個(gè)齒槽后，工件分度轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距，再加工另一齒槽，直至切出全部齒槽。展成法（范成法）切齒刀具齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。12.2齒輪銑刀漸開(kāi)線的彎曲程度隨基圓直徑的變化而變化，從理論上講，基圓直徑一有變化，應(yīng)重新制作一把銑刀，以適應(yīng)在某一基圓上的漸開(kāi)線正確性需要。實(shí)際生產(chǎn)中，為減少銑刀數(shù)量，一般都用8把一套的圓片齒輪銑刀。輪齒上的漸開(kāi)線形狀，主要就山這些銑刀刀刃形狀來(lái)保證。刃具廠生產(chǎn)的銑刀，每把都按該號(hào)中齒數(shù)最少的齒輪形進(jìn)行生產(chǎn)。如1號(hào)刀按12齒的漸開(kāi)線制造，4號(hào)按21齒制造等。因此如要銑32齒的齒輪，若5號(hào)刀己損壞時(shí)，則可用6號(hào)刀代用，而不宜使用4號(hào)刀，因6號(hào)刀的漸開(kāi)線形狀與32齒僅相差3齒，而4號(hào)刀卻要相差11齒。顯然，前者所產(chǎn)生的漸開(kāi)線形狀誤差比后者小。銑削斜齒輪、錐齒輪，銑刀號(hào)要按當(dāng)量齒數(shù)選擇。公式12-1，12-212.2齒輪銑刀安裝裝夾銑刀要特別注意其軸向擺動(dòng)及臥銑刀桿中心線對(duì)工件軸心線的垂直度。若擺動(dòng)過(guò)大，可在墊圈與銑刀側(cè)面間墊紙或?qū)姷都皦|圈分別適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度進(jìn)行調(diào)整。否則，這些因素也會(huì)影響漸開(kāi)線形狀的正確性。12.3插齒刀插齒刀是利用一對(duì)齒輪嚙合的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)齒形加工的。插齒刀就是一個(gè)具有切削刃的齒輪。加工斜齒輪，2者螺旋角大小相等、方向相反。12.3.1插齒刀工作原理主要運(yùn)動(dòng)有：

①主運(yùn)動(dòng)：即插齒刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

②分齒運(yùn)動(dòng)：即為插齒刀與工件各繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的嚙合運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)關(guān)系為：

③徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：插齒刀的向工件的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以切出工件的輪齒的齒長(zhǎng)。

④讓刀運(yùn)動(dòng)：在插齒刀返回時(shí)，工件相對(duì)于插齒刀的徑向退讓運(yùn)動(dòng)。以避免刀面與已加工表面發(fā)生摩擦。工件的模數(shù)壓力角取決于產(chǎn)形齒輪的模數(shù)壓力角，齒數(shù)取決于傳動(dòng)比。12.3.2插齒刀結(jié)構(gòu)分析插齒刀基本參數(shù)：m、z0、

0，d=mz0,db0=mz0cos0

由于后角存在，刃磨后，工作截面不同，為保證齒形是同一基圓的漸開(kāi)線，插齒刀不同端面應(yīng)作成不等位移系數(shù)的變位齒輪。x=x0m=btanpax0=btanpa/m12.3.2插齒刀結(jié)構(gòu)分析插齒刀端面是漸開(kāi)線柱剖面是阿基米德螺旋線，兩側(cè)螺旋方向相反。考慮前后角的影響，插齒刀原始齒形角略大。標(biāo)準(zhǔn)插齒刀切削角度P19512.3.2插齒刀合理使用

12.3.2插齒刀選用校驗(yàn)12.3.2插齒刀選用校驗(yàn)與安裝變位系數(shù)越大，越易發(fā)生過(guò)渡曲線干涉變位系數(shù)越小，被切齒輪齒數(shù)越少，越易發(fā)生根切。變位系數(shù)越小，被切齒輪齒數(shù)越多，越易發(fā)生頂切。變位系數(shù)測(cè)定12-15，16，17安裝安裝精度與工件精度相適應(yīng)。12.4齒輪滾刀工作原理：一對(duì)螺旋齒輪嚙合，滾刀是具有切削刃的螺旋齒輪。三種運(yùn)動(dòng)：

①主運(yùn)動(dòng)：即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n0。

②分齒運(yùn)動(dòng)：保證滾刀轉(zhuǎn)速和被切齒輪轉(zhuǎn)速之間嚙合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)。

③垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：滾刀沿被切齒輪的軸軸線方向作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

特點(diǎn)：

①與銑齒相比，齒形精度高，精滾加工可加工出6級(jí)精度的齒輪。

②可以用同一模數(shù)的滾刀，加工相同模數(shù)的各種不同齒數(shù)的圓柱齒輪。

③連續(xù)切削，加工過(guò)程平穩(wěn)，生產(chǎn)率高。

④使用范圍廣。但不能加工內(nèi)齒輪、人字齒輪和相距太近的多聯(lián)齒輪。

12.4.1滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角為了切出準(zhǔn)確的齒形，應(yīng)使?jié)L刀和工件處于正確的“嚙合”位置，即保證滾刀刀齒的排列方向與齒輪齒槽方向一致，從而加工出一定螺旋角的齒輪齒槽。為此，在加工齒輪前須將滾刀軸線相對(duì)于齒輪頂面偏轉(zhuǎn)一定的角度進(jìn)行安裝，該偏轉(zhuǎn)角稱為滾刀安裝角，用δ表示。滾刀安裝角δ的大小和方向不僅與滾刀螺旋升角ω大小和方向有關(guān)，還與被加工齒輪的螺旋角β的大小和方向有關(guān)，這就給滾刀的實(shí)際調(diào)整安裝帶來(lái)了不便。介紹“八字口訣”，來(lái)幫助滾刀的調(diào)整安裝。12.4.1滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角

當(dāng)滾刀的螺旋升角z0的旋向與齒輪螺旋角β的旋向相同時(shí)，滾刀安裝角的大小為β-z0；

當(dāng)滾刀的螺旋升角ω的旋向與齒輪螺旋角β的旋向不同時(shí)，滾刀安裝角的大小為β+z0。

滾刀安裝角的偏轉(zhuǎn)方向：當(dāng)加工右旋齒輪時(shí)，滾刀逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)；當(dāng)加工左旋齒輪時(shí)，滾刀順時(shí)針偏轉(zhuǎn)。口訣：“同減異加，右逆左順?！?/p>

同減異加：是指當(dāng)滾刀的螺旋升角z0的旋向與齒輪的螺旋角β的旋向相同時(shí)，滾刀安裝角計(jì)算公式取“-”號(hào)；當(dāng)滾刀的螺旋升角z0的旋向與齒輪的螺旋角β的旋向不同時(shí)，滾刀安裝角計(jì)算公式取“+”號(hào)。右逆左順：是指當(dāng)加工右旋齒輪時(shí)，滾刀逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)安裝角；加工左旋齒輪時(shí)，滾刀順時(shí)針偏轉(zhuǎn)安裝角。12.4.1滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角例如：用z0＝2°的左旋滾刀加工β＝20°的左旋齒輪時(shí)，則對(duì)照口訣用“同減”和“左順”來(lái)確定。即：滾刀的安裝角大小為＝β-z0＝20°-2°＝18°，方向?yàn)轫槙r(shí)針偏轉(zhuǎn)。又如：用z0＝2°的左旋滾刀加工β＝20°的右旋齒輪時(shí)，則對(duì)照口訣用：“異加”和“右逆”來(lái)計(jì)算和偏轉(zhuǎn)。即：滾刀的安裝角大小為＝β＋z0＝20°＋2°＝22°，方向?yàn)槟鏁r(shí)針偏轉(zhuǎn)。加工直齒輪時(shí)，因β＝0°，則滾刀安裝角δ為：

δ＝±z0

其偏轉(zhuǎn)方向決定于滾刀的螺旋升角z0的旋向，即左旋時(shí)逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)z0，右旋時(shí)順時(shí)針偏轉(zhuǎn)z0，此時(shí)不必用以上口訣。12.4.1滾切斜齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角12.4.2滾刀產(chǎn)形蝸桿漸開(kāi)線蝸桿阿基米德蝸桿法向直廓蝸桿漸開(kāi)線蝸桿特點(diǎn)：精度高；應(yīng)用：精加工高精度齒輪；加工：如將刀具切削平面平行于蝸桿軸線且與某一圓柱(稱基圓柱)相切，這樣加工出的蝸桿在垂直于軸線的剖面與齒廓交線為漸開(kāi)線，稱漸開(kāi)線蝸桿。這種蝸桿的齒面可以用平面砂輪磨削，見(jiàn)圖b，從而可以獲得較高的制造精度，適用于成批生產(chǎn)和大功率高速傳動(dòng)。由于軸向剖面不是直線，徑向鏟齒代替軸向鏟齒，因此制造與檢測(cè)有一定困難?？捎闷矫嫔拜喣ハ?制造精度高,適于批量生產(chǎn)及大功率高速傳動(dòng).但需用專用機(jī)床磨削,需要專門檢測(cè)儀器檢驗(yàn)。軸向鏟齒徑向鏟齒軸向鏟齒鏟齒時(shí)，滾刀旋轉(zhuǎn)，鏟床拖板帶動(dòng)鏟刀以滾刀基本蝸桿導(dǎo)程為進(jìn)給量做軸向進(jìn)給，使鏟刀沿基本蝸桿螺旋面前進(jìn)。同時(shí)，小拖板帶動(dòng)做軸向鏟齒運(yùn)動(dòng)。退刀空間有限，實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用較少。徑向鏟齒鏟齒時(shí)，滾刀旋轉(zhuǎn)，鏟床拖板帶動(dòng)鏟刀徑向進(jìn)給。漸開(kāi)線蝸桿阿基米德蝸桿特點(diǎn)：精度較高，有理論誤差，但比較小。制造與檢測(cè)：制造檢測(cè)工藝簡(jiǎn)單，可徑向鏟齒代替軸向鏟齒應(yīng)用：廣泛阿基米德蝸桿阿基米德蝸桿形成與螺紋相同。它本質(zhì)就是T形螺紋。在切制時(shí)，刀刃平面通過(guò)蝸桿軸線，這樣加工出的蝸桿在垂直其軸線剖面與齒廓的交線是阿基米德螺旋線；在通過(guò)軸線的剖面內(nèi)，齒廓為直線。以此為滾刀加工出的蝸輪，在中間平面(通過(guò)蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面)內(nèi)，齒形為漸開(kāi)線。蝸輪與蝸桿在中間平面上相似于漸開(kāi)線齒輪與齒條的嚙合。

法向直廓蝸桿特點(diǎn)：精度低，比阿基米德蝸桿理論誤差大應(yīng)用：大模數(shù)、大導(dǎo)程、多頭粗加工工藝：工藝簡(jiǎn)單，工藝顯微鏡投影法測(cè)量法向齒形角。法向直廓蝸桿在法剖面中具有直線齒形的T形螺紋。當(dāng)蝸桿導(dǎo)程角較大時(shí)，將刀具的切削平面放在齒廓的法面內(nèi)，這樣切出的蝸桿，法向齒廓為直線，軸向齒廓為曲線。垂直于軸線的剖面與齒廓交線為延伸漸開(kāi)線，故也稱延伸漸開(kāi)線蝸桿。存在理論誤差。即使修正也存在很大誤差。比阿基米德蝸桿理論誤差大12.4.3阿基米德滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)與選用阿基米德滾刀結(jié)構(gòu)12.4.3阿基米德滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)與選用阿基米德滾刀參數(shù)：切削參數(shù)齒形參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)切削參數(shù)前面參數(shù)：前角；容屑槽螺旋角。0前角滾刀制造檢驗(yàn)刃磨方便，誤差小。正前角滾刀改善切削條件，提高切齒精度和效率，但引起齒形誤差。硬質(zhì)合金滾刀采用負(fù)前角容屑槽：直槽.螺旋槽切削參數(shù)：前角；容屑槽螺旋角直槽：制造檢驗(yàn)刃磨方便方便，但左右2側(cè)刃前角不相等。當(dāng)小于5度時(shí)，對(duì)滾刀性能、耐用度、加工精度沒(méi)有多大影響，。螺旋槽：z0

大于5度時(shí)，滾刀應(yīng)用螺旋槽。一般容屑槽與產(chǎn)形蝸桿螺紋垂直k=-z0。當(dāng)滾刀為右旋時(shí)，容屑槽為左旋。切削刃工作條件一致。切削參數(shù)：前角；容屑槽螺旋角

前角與螺旋槽組合與應(yīng)用切削參數(shù)：后面參數(shù)滾刀后面都是阿基米德螺旋面，鏟齒后不影響齒形，只是發(fā)生了位移，因此齒輪滾刀實(shí)質(zhì)是：變位螺旋齒輪。滾齒時(shí)可調(diào)節(jié)與齒坯嚙合的中心距，仍能加工出符合要求的漸開(kāi)線齒輪。頂刃后角10°~12°側(cè)刃后角4°左右滾刀齒形參數(shù)滾刀齒形參數(shù)：模數(shù)齒形角齒高滾刀產(chǎn)形蝸桿法向模數(shù)、齒形角應(yīng)與被切齒坯的法向模數(shù)、分圓壓力角相等，其它參數(shù)按齒輪標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。滾刀結(jié)構(gòu)參數(shù)定位結(jié)構(gòu)參數(shù)：重點(diǎn)是增大滾刀外徑的優(yōu)點(diǎn).標(biāo)準(zhǔn)滾刀：齒輪滾刀GB6083-85(Ⅰ型)da：63~200

齒輪滾刀GB6083-85(Ⅱ型)da：15~50刀齒參數(shù):容屑槽參數(shù)端面齒槽參數(shù)分圓參數(shù)滾刀端面打?。簔0、mn

、精度等級(jí)滾刀精度等級(jí)AAA—6級(jí)以上精度齒輪AA—6~7級(jí)精度齒輪A——7~8級(jí)精度齒輪B——8~9級(jí)精度齒輪C——10級(jí)以下精度齒輪12.3.4其它齒輪滾刀簡(jiǎn)介自學(xué)12.3.5滾刀的