項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝編制與實(shí)施

《機(jī)械制造工藝》XXXX淄博職業(yè)學(xué)院智能制造學(xué)院

學(xué)習(xí)工作任務(wù)項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施任務(wù)5.1直齒圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施任務(wù)5.2雙聯(lián)圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)專(zhuān)業(yè)能力方法能力社會(huì)能力最終目標(biāo)：能合理編制圓柱齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實(shí)施，加工出合格的零件促成目標(biāo)：1．能正確分析圓柱齒輪零件結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求2．能根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要合理選用設(shè)備、工裝；合理選擇金屬切削加工參數(shù)，進(jìn)行齒坯、齒廓等加工3．能合理進(jìn)行齒輪零件精度檢驗(yàn)4．能考慮加工成本，對(duì)零件的機(jī)械加工工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)5．能合理編制齒輪零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程，正確填寫(xiě)機(jī)械加工工藝文件6．能查閱并貫徹相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7．能明確齒輪加工設(shè)備的常規(guī)維護(hù)與保養(yǎng)，執(zhí)行安全文明生產(chǎn)8．能注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)與良好習(xí)慣齒輪傳動(dòng)類(lèi)型項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施※【引言】※

圓柱齒輪（cylindricalgear）是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用極為廣泛的零件之一，其功用是按規(guī)定的傳動(dòng)比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。直齒圓柱齒輪是最基本，也是應(yīng)用最多的。兩種圓柱齒輪零件如圖5.1所示。任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工

工藝規(guī)程編制與實(shí)施項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施一二三六布置工作任務(wù)相關(guān)知識(shí)學(xué)習(xí)

制定實(shí)施計(jì)劃

加工零件檢測(cè)四工作任務(wù)實(shí)施

五工作結(jié)果評(píng)估

任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施直齒圓柱齒輪一、布置工作任務(wù)

模數(shù)m3齒數(shù)Z26齒形角a20°精度等級(jí)7-7-8FH/GB/T10095—2008齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.045公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.040齒距極限偏差

0.020基節(jié)極限偏差

0.018齒向公差Fβ

0.018跨齒數(shù)k3公法線平均長(zhǎng)度及極限偏差5.1.1任務(wù)引入編制圖5.2所示直齒圓柱齒輪的機(jī)械加工工藝規(guī)程并實(shí)施。零件材料為40Cr，生產(chǎn)類(lèi)型為小批生產(chǎn)。任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施一、布置工作任務(wù)

模數(shù)m3齒數(shù)Z26齒形角a20°精度等級(jí)7-7-8FH/GB/T10095—2008齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.045公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.040齒距極限偏差

0.020基節(jié)極限偏差

0.018齒向公差Fβ

0.018跨齒數(shù)k3公法線平均長(zhǎng)度及極限偏差任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施分析圖樣。（1）功用技術(shù)要求分析：（2）結(jié)構(gòu)形體分析：（3）精度分析：（4）材料及毛坯分析一、布置工作任務(wù)

按規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒部高頻淬火。屬于盤(pán)套類(lèi)零件，有內(nèi)孔、鍵槽、外圓、齒形。加工方法：車(chē)、插、齒形加工？?jī)?nèi)孔IT7，齒形8級(jí)，齒頂圓IT11。鍵槽寬度IT9；位置公差：圓跳動(dòng)、平行度、對(duì)稱(chēng)度要求，內(nèi)孔、端面粗糙度為1.6，鍵槽側(cè)面、分度圓為3.2，其余6.3。齒形精度？材料：40Cr，毛坯：鍛件。1-齒輪毛坯；2-連皮；3-上模；4-下模；5-飛邊任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施

1.成形法2.展成法★（1）滾齒★（2）插齒

3.齒形精度檢測(cè)

二、相關(guān)知識(shí)

5.1.2相關(guān)知識(shí)

一個(gè)齒輪的加工過(guò)程是由若干工序組成的。為獲得符合精度要求的齒輪，齒形加工是整個(gè)齒輪加工的關(guān)鍵，整個(gè)加工過(guò)程都是圍繞著齒形加工工序進(jìn)行的。齒形加工方法很多，按加工中有無(wú)切削，可分為無(wú)切削加工和有切削加工兩大類(lèi)。齒形的無(wú)切削加工包括齒輪熱軋、齒輪冷軋、精鍛、粉末冶金制造等新工藝，具有生產(chǎn)率高、材料消耗少、成本低等優(yōu)點(diǎn)。但因其加工精度較低、工藝不夠穩(wěn)定、特別是生產(chǎn)批量小時(shí)難以采用，這些缺點(diǎn)限制了它的使用。齒形的有切削加工具有良好的加工精度，目前仍是齒形的主要加工方法，按其加工原理可分為成形法和展成法兩種。任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施成形法展成法齒輪切削方法加工原理銑削、拉削、插削及磨削等滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒等無(wú)切削加工有切削加工熱軋或冷軋、精鍛、粉末冶金等齒形加工方法加工中有無(wú)切削★齒輪的齒形加工方法◆傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度）3◆傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）◆合理的齒側(cè)間隙◆載荷分布均勻性（接觸精度）★（1）圓柱齒輪的精度要求二、相關(guān)知識(shí)

5.1.2相關(guān)知識(shí)任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施

GB/T10095—2008標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，從1~12順次降低。其中：◆1~2級(jí)為超精密等級(jí)，◆3~5級(jí)為高精度等級(jí)，◆6~8級(jí)為中精度等級(jí)，◆9~12級(jí)為低精度等級(jí)。常用的精度等級(jí)為6～9級(jí)，7級(jí)精度是基礎(chǔ)級(jí)，是設(shè)計(jì)中普遍采用且在一般條件下用滾、插、剃3種切齒方法就能得到的精度等級(jí)?！铮?）齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)二、相關(guān)知識(shí)

5.1.2相關(guān)知識(shí)★★★★表5-1齒輪各項(xiàng)公差和極限偏差的分組★★（2）齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)★（3）圓柱齒輪的精度檢驗(yàn)組及測(cè)量條件表5-2齒輪精度檢驗(yàn)組及測(cè)量條件

778

F

H（GB/T10095－2008）第Ⅰ公差組的精度等級(jí)（傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性）第Ⅱ公差組的精度等級(jí)（傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性）第Ⅲ公差組的精度等級(jí)（載荷分布的均勻性）（法向）齒厚或公法線平均長(zhǎng)度的上偏差（法向）齒厚或公法線平均長(zhǎng)度的下偏差合理齒側(cè)間隙★示例★（3）圓柱齒輪的精度檢驗(yàn)組及測(cè)量條件成形法展成法齒輪切削方法加工原理銑削、拉削、插削及磨削等滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒等無(wú)切削加工有切削加工熱軋或冷軋、精鍛、粉末冶金等齒形加工方法加工中有無(wú)切削★齒輪的齒形加工方法◎成形法加工齒輪的原理：利用與被加工齒輪齒槽法向截面形狀相符的成型刀具，在齒坯上加工出齒形的方法。◎成形法加工齒輪的方法：銑齒、拉齒、插齒、刨齒及磨齒等?！蜃畛Ｓ勉婟X，m<8，在臥式銑床上用盤(pán)狀銑刀銑削；

m≥8，在立式銑床上用指狀銑刀銑削。

★1.成形法◎

成形法加工齒輪（1）標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒輪的齒廓形狀由齒輪模數(shù)m和齒數(shù)z決定。用成形法加工的齒廓形狀由模數(shù)銑刀刀刃形狀來(lái)保證，齒廓分布的均勻性則由分度頭分度精度保證。（2）實(shí)際生產(chǎn)中，為減少成形刀具的數(shù)量，同一模數(shù)m的銑刀通常只做出8把刀，分別銑削齒形相近的一定齒數(shù)范圍的齒輪。。（3）由于每種刀號(hào)齒輪銑刀的刀齒形狀均按加工齒數(shù)范圍中最少齒數(shù)的齒形設(shè)計(jì)，因此在加工此范圍內(nèi)其他齒數(shù)齒輪時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的齒形誤差?！舢?dāng)加工精度要求不高的斜齒圓柱齒輪時(shí)，可以借用加工直齒圓柱齒輪的銑刀，但此時(shí)銑刀的刀號(hào)應(yīng)按照斜齒輪法向截面內(nèi)的當(dāng)量齒數(shù)zd來(lái)選擇。斜齒圓柱齒輪的當(dāng)量齒數(shù)zd計(jì)算公式為刀號(hào)12345678加工齒數(shù)范圍12～1314～1617～2021～2526～3435～5455～134135以上

★1.成形法◎

成形法加工齒輪◎特點(diǎn)：◆用普通銑床可加工齒輪，模數(shù)銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低。◆適于單件小批生產(chǎn)或機(jī)修工作，加工直齒、斜齒和人字圓柱齒輪，也可加工重型機(jī)械中精度要求不高的大型齒輪?！艏庸r(shí)間、輔助時(shí)間長(zhǎng)；銑齒精度較低，加工精度為IT9～12級(jí)，齒面粗糙度Ra值為6.3～3.2

μm。

★1.成形法

◎展成法（generatingmethod）應(yīng)用齒輪嚙合原理進(jìn)行加工，加工出的齒形輪廓是刀具切削刃運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線。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來(lái)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，其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。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)用廣泛。

★

2.展成法①滾齒原理及工藝特點(diǎn)。

滾齒是齒形加工生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣的一種加工方法。在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀加工齒輪的過(guò)程，相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪互相嚙合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，如圖5.4（a）所示?！铮?）滾齒（gearhobbing）

★

2.展成法①滾齒原理及工藝特點(diǎn)。

滾齒加工的通用性較好，既可加工圓柱齒輪，又可加工蝸輪、花鍵軸等；既可加工漸開(kāi)線齒形，又可加工圓弧、擺線及其他特殊齒形。加工的尺寸范圍從儀器儀表中的小模數(shù)齒輪直到化工、礦山機(jī)械中的大型齒輪，但一般不能加工內(nèi)齒輪、扇形齒輪和相距很近的雙聯(lián)齒輪。滾齒適用于各種生產(chǎn)類(lèi)型的齒形加工，既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工，滾齒加工的精度范圍為9～5級(jí)。一般滾齒可加工8～7級(jí)精度的齒輪，當(dāng)采用AA級(jí)以上的齒輪滾刀和高精度滾齒機(jī)時(shí)，也可以加工出7級(jí)以上甚至是5級(jí)精度的齒輪。通常滾齒可作為剃齒或磨齒等齒形精加工前的粗加工和半精加工工序?！铮?）滾齒（gearhobbing）Y3150E滾齒機(jī)的組成加工工件最大直徑Φ500mm最大模數(shù)8mm最小齒輪5k（k為滾刀頭數(shù)）★（1）滾齒（gearhobbing）Y3150E型滾齒機(jī)是一種中型通用滾齒機(jī)，主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪，也可采用徑向切入法加工蝸輪?？杉庸さ墓ぜ畲笾睆綖棣?00mm，最大模數(shù)為8mm，最小齒數(shù)5k（k為滾刀頭數(shù)）。Y3150E型滾齒機(jī)如圖5.6所示，機(jī)床由床身、立柱、刀架溜板、滾刀架、后立柱和工作臺(tái)等主要部件組成。滾齒加工的工藝特點(diǎn)◎一把滾刀可加工模數(shù)和壓力角相同而齒數(shù)不同的圓柱齒輪，刀具通用性好?！驖L齒適用于各種生產(chǎn)類(lèi)型的齒形加工，既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工。Y3150E滾齒機(jī)的組成★（1）滾齒（gearhobbing）加工直齒圓柱齒輪的工作運(yùn)動(dòng)◎主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈聯(lián)系動(dòng)力源和滾動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)—1—2—uv—3—4—滾刀◎展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈聯(lián)系滾刀旋轉(zhuǎn)和工件旋轉(zhuǎn)4—5—ux—6—7—工作臺(tái)◎垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈聯(lián)系工作臺(tái)和刀架7—8—uf—9—10★②滾齒機(jī)（hobbingmachine）?！铮?）滾齒（gearhobbing）圖5.7

滾切直齒圓柱齒輪的傳動(dòng)原理圖加工斜齒圓柱齒輪的工作運(yùn)動(dòng)◎形成漸開(kāi)線齒廓的展成運(yùn)動(dòng)；形成齒長(zhǎng)螺旋線的運(yùn)動(dòng)◎差動(dòng)運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈聯(lián)系刀架和工件刀架A21—12—13—uy—14—15—合成機(jī)構(gòu)—6—7—uf—8—9★②滾齒機(jī)（hobbingmachine）?！铮?）滾齒（gearhobbing）

齒輪滾刀是按螺旋齒輪嚙合原理加工直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具，它相當(dāng)于一個(gè)齒數(shù)很少、螺旋角很大的斜齒輪，外貌呈蝸桿狀。齒輪滾刀及其結(jié)構(gòu)尺寸如圖5.11所示。

a.

齒輪滾刀種類(lèi)。

齒輪滾刀按加工性質(zhì)分為精切滾刀、粗切滾刀、剃前滾刀、刮前滾刀、擠前滾刀和磨前滾刀。齒輪滾刀按結(jié)構(gòu)分為整體滾刀、焊接式滾刀和裝配式滾刀。

★③齒輪滾刀（gearhob）?！铮?）滾齒（gearhobbing）

齒輪滾刀是按螺旋齒輪嚙合原理加工直齒和斜齒圓柱齒輪的刀具，它相當(dāng)于一個(gè)齒數(shù)很少、螺旋角很大的斜齒輪，外貌呈蝸桿狀。齒輪滾刀及其結(jié)構(gòu)尺寸如圖5.11所示。

b.

齒輪滾刀的選用。一把滾刀可加工模數(shù)和壓力角與之相同而齒數(shù)不同的圓柱齒輪。機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T3227—2013《高精度齒輪滾刀通用技術(shù)條件》，適用于精度為AAA級(jí)滾刀；GB/T6084—2016《齒輪滾刀通用技術(shù)條件》規(guī)定的滾刀精度分級(jí)為4A、3A、2A、A、B、C、D級(jí)7種精度的滾刀，4A級(jí)是最精度級(jí)別。

★③齒輪滾刀（gearhob）?！铮?）滾齒（gearhobbing）

滾齒時(shí)工件的裝夾形式很多，它不僅與工件的形狀、大小、精度要求等有關(guān)，而且還受到生產(chǎn)批量和裝備條件的限制。

滾齒時(shí)，工件通常用端面及內(nèi)孔定位的方式進(jìn)行安裝，定位心軸裝在鑄鐵底座的鋼套上，并用螺母壓緊（見(jiàn)圖5.12）。為適應(yīng)加工不同尺寸的工件，在底座上可以安裝不同規(guī)格的（花鍵）心軸；為提高定心精度，避免切齒時(shí)產(chǎn)生徑向誤差，可采用脹胎心軸以消除配合間隙。★④工件的裝夾?！铮?）滾齒（gearhobbing）夾具裝夾——

精度和效率均高，廣泛采用。主要有通用和專(zhuān)用兩種。工件裝夾方法★④工件的裝夾。工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）

滾齒時(shí)工件的裝夾形式很多，它不僅與工件的形狀、大小、精度要求等有關(guān)，而且還受到生產(chǎn)批量和裝備條件的限制。加工齒輪軸時(shí)，一般采用雙頂尖裝夾或是一夾一頂?shù)难b夾方式。如圖5.13所示為雙頂尖裝夾方式，采用雞心夾頭撥動(dòng)。也可以把下頂尖改為三爪卡盤(pán)或彈簧夾頭。這種夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝夾方便，但是易使軸頸表面受到破壞，所以使用時(shí)軸頸常留出一定的加工余量或外加銅片，避免裝夾時(shí)對(duì)工件造成損壞?！铫芄ぜ难b夾?！铮?）滾齒（gearhobbing）

滾齒加工技術(shù)改進(jìn)方法（1）多件加工。將幾個(gè)齒坯串裝在心軸上同時(shí)加工，可以減少滾刀對(duì)每個(gè)齒坯的切入、切出時(shí)間及裝卸時(shí)間。（2）采用徑向切入。滾齒時(shí)，滾刀切入齒坯的方法有徑向切入和軸向切入兩種。徑向切入比軸向切入行程短，可節(jié)省切入時(shí)間，對(duì)大直徑滾刀尤為突出。（3）對(duì)角滾齒。滾齒加工中，滾刀在沿齒坯軸向進(jìn)給的同時(shí)，還沿其自身軸線方向作切向進(jìn)給（連續(xù)移動(dòng)），這就形成了對(duì)角滾齒，如圖5.14（a）所示。用對(duì)角滾齒法滾齒，齒面刀痕成交叉網(wǎng)紋，如圖5.14（b）所示。而一般滾齒齒面刀痕成條狀，如圖5.14（c）所示。

對(duì)角滾齒的優(yōu)點(diǎn)是滾刀全長(zhǎng)內(nèi)的刀齒都參與切削，刀齒負(fù)荷均勻、刀具耐用度提高，加工齒面粗糙度值減小對(duì)之后的剃齒有利。但對(duì)角滾齒的齒向精度較差，還要求機(jī)床具有切向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，且需要適當(dāng)加長(zhǎng)滾刀的長(zhǎng)度。此外，還需增加一些調(diào)整計(jì)算工作量?！铮?）滾齒（gearhobbing）特別提示

滾齒加工技術(shù)改進(jìn)方法（3）對(duì)角滾齒。滾齒加工中，滾刀在沿齒坯軸向進(jìn)給的同時(shí)，還沿其自身軸線方向作切向進(jìn)給（連續(xù)移動(dòng)），這就形成了對(duì)角滾齒，如圖5.14（a）所示。用對(duì)角滾齒法滾齒，齒面刀痕成交叉網(wǎng)紋，如圖5.14（b）所示。而一般滾齒齒面刀痕成條狀，如圖5.14（c）所示。

對(duì)角滾齒的優(yōu)點(diǎn)是滾刀全長(zhǎng)內(nèi)的刀齒都參與切削，刀齒負(fù)荷均勻、刀具耐用度提高，加工齒面粗糙度值減小對(duì)之后的剃齒有利。但對(duì)角滾齒的齒向精度較差，還要求機(jī)床具有切向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，且需要適當(dāng)加長(zhǎng)滾刀的長(zhǎng)度。此外，還需增加一些調(diào)整計(jì)算工作量。★（1）滾齒（gearhobbing）特別提示

1.成形法2.展成法★（1）滾齒★（2）插齒

3.齒形精度檢測(cè)

二、相關(guān)知識(shí)

5.1.2相關(guān)知識(shí)任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施①插齒原理與運(yùn)動(dòng)。

◆

插齒原理。插齒時(shí)的運(yùn)動(dòng)如圖5.15所示，插齒過(guò)程相當(dāng)于一對(duì)軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合。

★2.展成法★（2）插齒用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面稱(chēng)為插齒。

插齒也是生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的切齒方法。①插齒原理與運(yùn)動(dòng)?！?/p>

主運(yùn)動(dòng)◎分齒展成運(yùn)動(dòng)◎

徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)◎

圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)◎

讓刀運(yùn)動(dòng)

★2.展成法★（2）插齒用插齒刀按展成法或成形法加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面稱(chēng)為插齒。

插齒也是生產(chǎn)中普遍應(yīng)用的切齒方法。

◆

插齒運(yùn)動(dòng)。◎

主運(yùn)動(dòng)◎圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)◎

展成運(yùn)動(dòng)◎

徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)◎讓刀運(yùn)動(dòng)②插齒機(jī)。

★（2）插齒

插齒機(jī)多用于粗、精加工內(nèi)外嚙合的直齒圓柱齒輪，特別適用于加工在滾齒機(jī)上不能加工的雙聯(lián)、多聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪。

當(dāng)機(jī)床上裝有專(zhuān)用裝置后，也可以加工斜齒圓柱齒輪及齒條。插齒機(jī)：分為立式、臥式兩種，其中立式使用最普遍。a.

Y5132型插齒機(jī)的組成（見(jiàn)圖5.16）。b.

Y5132型插齒機(jī)加工范圍。Y5132型：立式加工外齒輪最大分度圓直徑Φ320mm，最大寬度80mm；加工內(nèi)齒輪最大分度圓直徑Φ500mm，最大寬度50mm。②插齒機(jī)。

★（2）插齒◎

主運(yùn)動(dòng)◎圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)◎

展成運(yùn)動(dòng)◎

徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)◎讓刀運(yùn)動(dòng)②插齒機(jī)。

★（2）插齒c.

插齒機(jī)的傳動(dòng)原理。

Y5132型插齒機(jī)的傳動(dòng)原理如圖5.17所示，表示了Y5132型插齒機(jī)三個(gè)成形運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)鏈。

★（2）插齒③插齒刀（shapercutter）。a.

插齒刀類(lèi)型。插齒刀制成AA、A、B三級(jí)精度（參見(jiàn)GB/T6081—2001《直齒插齒刀基本型式和尺寸》），分別加工6、7、8級(jí)精度的齒輪。

★（2）插齒③插齒刀（shapercutter）。

b.

插齒刀的選用。選用插齒刀時(shí)，需要根據(jù)被切齒輪的種類(lèi)選定插齒刀的類(lèi)型，使插齒刀的模數(shù)、齒形角和被切齒輪的模數(shù)、齒形角相等。另外，還要根據(jù)被切齒輪參數(shù)進(jìn)行必要的校驗(yàn)，以防切齒時(shí)發(fā)生根切、頂切和過(guò)渡曲線干涉等。插齒刀制成AA、A、B三級(jí)精度（參見(jiàn)GB/T6081—2001《直齒插齒刀基本型式和尺寸》），分別加工6、7、8級(jí)精度的齒輪。

★（2）插齒④工件的安裝。插齒時(shí)，工件通常用端面及內(nèi)孔定位的方式進(jìn)行安裝，如圖5.18所示。工件以?xún)?nèi)孔定心，以端面作為支承，定位心軸2裝在插齒機(jī)的錐孔內(nèi)，用螺母壓緊。為適應(yīng)加工不同尺寸的工件，可以安裝不同規(guī)格的心軸，也可用脹胎心軸或花鍵心軸等。

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)率也大致相當(dāng)，但在加工質(zhì)量（精度指標(biāo)）、生產(chǎn)率和應(yīng)用范圍等方面又各有其特點(diǎn)。（1）加工質(zhì)量。

①插齒的齒形精度比滾齒高。滾齒時(shí)，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量只與滾刀容屑槽的數(shù)目和基本蝸桿的頭數(shù)有關(guān)，它不能通過(guò)改變加工條件而增減；但插齒時(shí)，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量由圓周進(jìn)給量的大小決定，并可以選擇。此外，制造齒輪滾刀時(shí)是用近似齒形的蝸桿來(lái)替代漸開(kāi)線基本蝸桿，這就有齒形誤差。而插齒刀的齒形比較簡(jiǎn)單，可通過(guò)高精度磨齒獲得精確的漸開(kāi)線齒形，故插齒能得到較高的齒形精度。特別提示

★（2）插齒

插齒與滾齒工藝特點(diǎn)比較

②插齒后的齒面粗糙度值比滾齒小。這是因?yàn)闈L齒時(shí)，滾刀在齒向方向上作間斷切削，形成如圖5.19（a）所示的魚(yú)鱗狀波紋；而插齒時(shí)，插齒刀沿齒向方向的切削是連續(xù)的，如圖5.19（b）所示。因此，插齒時(shí)，齒面粗糙度較細(xì)。特別提示

★（2）插齒

插齒與滾齒工藝特點(diǎn)比較

③插齒的運(yùn)動(dòng)精度比滾齒差。這是因?yàn)椴妪X機(jī)的傳動(dòng)鏈比滾齒機(jī)多了一個(gè)刀具蝸輪副，即多了一部分傳動(dòng)誤差。另外，插齒刀的一個(gè)刀齒相應(yīng)地切削工件的一個(gè)齒槽，因此插齒刀上的齒距累積誤差必然會(huì)反映到工件上。而滾齒時(shí)，因?yàn)楣ぜ拿恳粋€(gè)齒槽都是由滾刀相同的2～3圈刀齒加工出來(lái)的，故滾刀的齒距累積誤差不影響被加工齒輪的齒距精度，所以滾齒的運(yùn)動(dòng)精度比插齒高。特別提示

★（2）插齒

插齒與滾齒工藝特點(diǎn)比較

④插齒的齒向誤差比滾齒大。插齒時(shí)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。由于插齒刀工作時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率高，主軸與套筒之間的磨損大，因此插齒的齒向誤差比滾齒大。

綜上所述，就加工精度來(lái)說(shuō)，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求不高的齒輪，可直接用插齒進(jìn)行齒形精加工；而對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度要求較高的齒輪和剃前齒輪（剃齒不能提高運(yùn)動(dòng)精度），則用滾齒加工較為有利。特別提示

★（2）插齒

插齒與滾齒工藝特點(diǎn)比較

（2）生產(chǎn)率。切制模數(shù)較大的齒輪時(shí)，插齒速度要受到插齒刀主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性和機(jī)床剛性的制約，切削過(guò)程還有空程時(shí)間損失，而滾齒加工屬于連續(xù)切削，無(wú)輔助時(shí)間損失，生產(chǎn)率一般比插齒高。但在加工小模數(shù)、多齒數(shù)并且齒寬較窄的齒輪時(shí)，插齒的生產(chǎn)率會(huì)比滾齒高。

（3）應(yīng)用范圍。從以上分析可得出兩種齒輪加工方法的應(yīng)用范圍如下。①加工帶有臺(tái)肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪，只能用插齒。這是因?yàn)椴妪X刀“切出”時(shí)只需要很小的空間，而滾齒時(shí)滾刀會(huì)與大直徑部位發(fā)生干涉。②加工無(wú)空刀槽的人字齒輪和內(nèi)齒輪，只能用插齒。③加工蝸輪，只能用滾齒。④加工斜齒圓柱齒輪，兩者都可用，但滾齒比較方便。插削斜齒輪時(shí)，插齒機(jī)的刀具主軸上須設(shè)有螺旋導(dǎo)軌來(lái)提供插齒刀的螺旋運(yùn)動(dòng)，并且要使用專(zhuān)門(mén)的斜齒插齒刀，所以很不方便。特別提示

★（2）插齒◎

插齒加工精度較高插齒刀的制造、刃磨和檢驗(yàn)均較滾刀簡(jiǎn)便，易保證制造精度。可加工7-8級(jí)齒輪◎

插齒齒向偏差比滾齒大插齒機(jī)主軸軸線于工件軸線平行度誤差；主軸與套筒易磨損。插齒運(yùn)動(dòng)精度比滾齒差◎齒面粗糙度值較小形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)目比滾齒多，齒面粗糙度優(yōu)于滾齒?！?/p>

插齒生產(chǎn)率比滾齒低插齒切削速度受往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性限制難以提高，空行程損失大?！镞m于加工模數(shù)小，齒寬較窄的內(nèi)齒輪、雙聯(lián)及多聯(lián)齒輪、齒條、扇形齒等。插齒加工的工藝特點(diǎn)

★（2）插齒

1.成形法2.展成法★（1）滾齒★（2）插齒

3.齒形精度檢測(cè)

二、相關(guān)知識(shí)

5.1.2相關(guān)知識(shí)任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施圖5.39公法線千分尺

★3.齒形精度檢測(cè)（1）公法線千分尺（geartoothmicrometercalliper）。

公法線千分尺用于測(cè)量齒輪公法線長(zhǎng)度，是一種通用的齒輪測(cè)量工具（見(jiàn)圖5.20）。

檢驗(yàn)直齒輪時(shí)，公法線千分尺的兩卡腳跨過(guò)K個(gè)齒，且與齒廓相切于a、b兩點(diǎn)，測(cè)得兩切點(diǎn)間的距離ab稱(chēng)為公法線（基圓切線）長(zhǎng)度，用W表示。

公法線千分尺能測(cè)量模數(shù)等于和大于1mm的中等精度的外嚙合直齒、斜齒或人字齒漸開(kāi)線圓柱齒輪的公法線長(zhǎng)度，也可以測(cè)量漸開(kāi)線圓錐齒輪大端邊緣上的公法線長(zhǎng)度。★（1）公法線千分尺

★3.齒形精度檢測(cè)（2）齒厚游標(biāo)卡尺（geartoothverniercalliper）。

齒厚游標(biāo)卡尺專(zhuān)用于測(cè)量齒輪齒厚，形狀像90°角尺，有平行和垂直兩種。垂直尺桿專(zhuān)門(mén)測(cè)量齒頂?shù)母叨?，平行齒桿則測(cè)量齒厚的厚度，齒厚游標(biāo)卡尺如圖5.21所示。測(cè)量時(shí)，以分度圓齒高h(yuǎn)a為基準(zhǔn)來(lái)測(cè)量分度圓弦齒厚s。

由于測(cè)量分度圓弦齒厚是以齒頂圓為基準(zhǔn)的，因此測(cè)量結(jié)果必然受到齒頂圓公差的影響。而公法線長(zhǎng)度測(cè)量與齒頂圓無(wú)關(guān)。公法線長(zhǎng)度測(cè)量在實(shí)際應(yīng)用中較廣泛。在齒輪檢驗(yàn)中，對(duì)較大模數(shù)（m＞10

mm）的齒輪，一般檢驗(yàn)分度圓弦齒厚；對(duì)成批生產(chǎn)的中、小模數(shù)齒輪，一般檢驗(yàn)公法線長(zhǎng)度W。

★3.齒形精度檢測(cè)（3）齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀（gearradialrunouttester）。

齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀用于檢查圓柱或圓錐外嚙合齒輪及蝸輪、蝸桿的徑向跳動(dòng)或端面跳動(dòng)。齒圈徑向跳動(dòng)的測(cè)量，測(cè)頭可以用球形或錐形。齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀及測(cè)量示意圖如圖5.22所示。

★3.齒形精度檢測(cè)（4）齒形齒向測(cè)量?jī)x。

如圖5.23所示，此儀器用于測(cè)量圓柱齒輪或齒輪刀具的漸開(kāi)線齒形誤差和螺旋線齒向誤差，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用的高精度齒輪測(cè)量?jī)x，廣泛應(yīng)用于計(jì)量室或車(chē)間檢查點(diǎn)。－－徑向綜合總偏差Fi″Fi″是指在徑向（雙面）綜合檢驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)品齒輪的左右齒面同時(shí)與測(cè)量齒輪接觸，并轉(zhuǎn)過(guò)一整圈時(shí)出現(xiàn)的中心距最大值和最小值之差。圖5.40齒厚游標(biāo)卡尺用雙嚙儀測(cè)徑向綜合偏差

★3.齒形精度檢測(cè)－－一齒徑向綜合偏差fi″

fi″是指被測(cè)齒輪在徑向（雙面）綜合檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)齒距角（360°.z）的徑向綜合偏差值。－－齒向偏差Fβ是指在分度圓柱面上全齒寬范圍內(nèi)，包容實(shí)際齒線的最近兩條設(shè)計(jì)齒線間的端面距離。用徑跳儀測(cè)量。－－齒厚極限偏差圖5.41齒圈徑向跳動(dòng)檢查儀及測(cè)量示意圖－－齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr

★3.齒形精度檢測(cè)★弦齒厚測(cè)量?！锕ň€測(cè)量。公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量及測(cè)量齒厚測(cè)量

★3.齒形精度檢測(cè)1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制2.直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程實(shí)施5.1.3任務(wù)實(shí)施任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施項(xiàng)目5圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施

典型零件機(jī)械加工工藝規(guī)程制定步驟參考見(jiàn)表1-9。三、制定實(shí)施計(jì)劃任務(wù)5.1

圓柱齒輪零件機(jī)械加工工藝規(guī)程編制與實(shí)施結(jié)構(gòu)齒圈

+輪體①圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。直齒輪斜齒輪人字齒輪等盤(pán)類(lèi)齒輪齒輪軸、內(nèi)孔：多為精度較高的圓柱孔或花鍵孔。輪緣：具有一個(gè)或多個(gè)齒圈。單齒圈的組合結(jié)構(gòu)：改善加工工藝性

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制（a）盤(pán)形齒輪（b）套筒齒輪（d）軸齒輪（c）扇形齒輪（e）齒條

齒輪常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。圓柱齒輪傳動(dòng)的精度要求傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性（運(yùn)動(dòng)精度）1234傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性（工作平穩(wěn)性）合理的齒側(cè)間隙載荷分布均勻性（接觸精度）工作性能承載能力使用壽命噪聲等三、制定實(shí)施計(jì)劃

（1）分析圓柱齒輪零件的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。圓柱齒輪傳動(dòng)的精度要求

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求表5-6齒輪各項(xiàng)公差和極限偏差的分組★★★★★②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。圓柱齒輪傳動(dòng)的精度要求

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求圓柱齒輪的精度檢驗(yàn)組及測(cè)量條件②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求舉例778

F

H（GB/T10095－2008）第Ⅰ公差組的精度等級(jí)（傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性）第Ⅱ公差組的精度等級(jí)（傳遞運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性）第Ⅲ公差組的精度等級(jí)（載荷分布的均勻性）（法向）齒厚或公法線平均長(zhǎng)度的上偏差（法向）齒厚或公法線平均長(zhǎng)度的下偏差合理齒側(cè)間隙三個(gè)精度相同時(shí)，簡(jiǎn)化標(biāo)注？？②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。圓柱齒輪傳動(dòng)的精度要求

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求模數(shù)m3齒數(shù)Z26齒形角a20°精度等級(jí)7-7-8FH/GB/T10095—2008齒圈徑向跳動(dòng)公差Fr0.045公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差Fw0.040齒距極限偏差

0.020基節(jié)極限偏差

0.018齒向公差Fβ

0.018跨齒數(shù)k3公法線平均長(zhǎng)度及極限偏差②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求本任務(wù)中的直齒圓柱齒輪：傳遞運(yùn)動(dòng)精度為7級(jí)，主要是公法線變動(dòng)公差Fw為0.040mm，齒圈徑向跳動(dòng)公差為Fr為0.045mm；傳動(dòng)的平穩(wěn)性精度為7級(jí)，主要有齒距極限偏差0.020基節(jié)極限偏差為0.018mm；載荷分布均勻性精度為8級(jí)，主要是齒向公差Fβ為0.018mm。端面與軸線有垂直度，兩端面平行度要求。表面粗糙度為Ra1.6

m。齒輪表面需高頻淬火，齒部硬度達(dá)45～50HRC。

（1）分析直齒圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求②分析直齒圓柱齒輪的技術(shù)要求。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

制造齒輪常用材料：鍛鋼和鑄鋼，其次是鑄鐵，在特殊情況下也可采用有色金屬和非金屬材料。①齒輪的材料及熱處理。1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制齒輪材料。齒輪材料◆線速度較高的受力齒輪：38CrMoAIA滲氮鋼◆高速、重載或承受沖擊載荷的傳力齒輪：應(yīng)采用綜合力學(xué)性能好的材料（如20Cr、20CrMnTi等滲碳鋼）?！羲俣?、精度較高及載荷較大的齒輪：中碳合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr）?！舻退?、載荷不大的：中碳結(jié)構(gòu)鋼（如45鋼）。更高的耐磨性和耐腐蝕性調(diào)質(zhì)或表面淬火（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況i．鍛鋼。齒輪材料◆

當(dāng)齒輪直徑為Φ400～Φ600

mm時(shí)，齒坯不宜于鍛造，可采用ZG40、ZG45等鑄鋼件，用于低速輕載的開(kāi)式齒輪?！?/p>

但鑄鋼的晶粒較粗，力學(xué)性能較差，切削性能不好，精加工前要進(jìn)行正火處理，以消除鑄件的殘余應(yīng)力和使硬度均勻化，利于切削。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況ii．鑄鋼。齒輪材料

◆

鑄鐵的鑄造性能好，但抗彎強(qiáng)度和耐沖擊性較差，自身所含石墨能起一定的潤(rùn)滑作用，故開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中常采用鑄鐵齒輪。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

iii．鑄鐵。

◆

常用的有夾布膠木、尼龍、工程塑料等。非金屬材料的彈性模量小，可減輕動(dòng)載荷和噪聲，但齒輪易變形，一般適用于非傳力齒輪。

iv．非金屬材料?！舴莻髁X輪：非淬火鋼、鑄鐵、尼龍、夾布膠木等。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

熱處理工序的位置安排非常重要，它直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工的難易程度。

一般在齒輪加工過(guò)程中安排兩類(lèi)熱處理工序。①齒輪的材料及熱處理。1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制齒輪的熱處理。齒輪的熱處理表面淬火滲碳淬火氮化正火調(diào)質(zhì)齒坯的熱處理

輪齒的熱處理

（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

為消除鍛造和粗加工造成的殘余應(yīng)力、改善材料內(nèi)部的金相組織和切削性能、防止淬火時(shí)出現(xiàn)較大變形，在齒輪毛坯加工前后通常安排預(yù)先熱處理，即正火或調(diào)質(zhì)。◆

正火。正火處理能消除內(nèi)應(yīng)力，提高強(qiáng)度和韌性，改善切削性能。經(jīng)過(guò)正火的齒輪，切削性能較好，對(duì)刀具磨損較輕，加工表面粗糙度值較小，但淬火后變形較大，故毛坯正火一般安排在粗加工之前。機(jī)械強(qiáng)度要求不高的中碳鋼或鑄鋼齒輪可用正火，齒面硬度達(dá)160～220

HBW?！?/p>

調(diào)質(zhì)。常用于45#、40Cr等中碳鋼，多安排在齒坯粗加工之后，調(diào)質(zhì)處理后齒面硬度一般為200～280

HBW。因調(diào)質(zhì)硬度不高，故可在熱處理后進(jìn)行精加工，一般用于單件小批、對(duì)傳動(dòng)尺寸沒(méi)有嚴(yán)格限制的齒輪。①齒輪的材料及熱處理。齒輪的熱處理。

i．齒坯熱處理。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況齒輪的熱處理◆正火：消除內(nèi)應(yīng)力、提高強(qiáng)度和韌性，改善切削性能。齒坯正火一般安排在粗加工之前。正火硬度一般為：160-220HBS。（低碳鋼）◆調(diào)質(zhì)：常用于中碳鋼，調(diào)質(zhì)后硬度一般為：200-280HBS。調(diào)質(zhì)多安排在齒坯粗加工之后半精加工之前進(jìn)行。調(diào)質(zhì)可作為最終熱處理或?yàn)樽罱K熱處理做好組織準(zhǔn)備。齒坯的熱處理

（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況齒輪的熱處理◆齒面熱處理：齒面高頻淬火、滲碳淬火、碳氮共滲或滲氮等表面熱處理。磨齒加工內(nèi)孔縮，淬火后修正有鍵槽的齒輪，淬火后內(nèi)孔橢圓，鍵槽宜淬火后加工或淬火后修正內(nèi)孔。輪齒的熱處理

（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

齒輪的齒形切出后，為提高齒面的硬度、增強(qiáng)齒輪的承載能力和耐磨性，常安排齒面的表面淬火、滲碳淬火或氮化處理等熱處理工序，一般安排在滾齒、插齒、剃齒之后，珩齒、磨齒之前?！?/p>

表面淬火。常用于中碳鋼或中碳合金鋼，如45#鋼、40Cr等，淬火后表面硬度可達(dá)45～50

HRC，心部較軟、有較高的韌性，齒面接觸強(qiáng)度高、耐磨性好。表面淬火常采用高頻淬火（適于模數(shù)小的齒輪）、超聲頻感應(yīng)淬火（適于

m=3～6

mm

的齒輪）和中頻感應(yīng)淬火（適于大模數(shù)齒輪）。表面淬火齒輪的齒形變形較小，內(nèi)孔直徑通常要縮小0.01～0.05

mm，淬火后應(yīng)予以修正。表面淬火一般用于受中等沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。①齒輪的材料及熱處理。齒輪的熱處理。ii．輪齒的熱處理。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

◆

表面淬火。

◆

滲碳淬火。滲碳淬火常用的材料是低碳鋼或低碳合金鋼，如20、20Cr、20CrMnTi等。齒輪經(jīng)滲碳淬火后表面硬度可達(dá)58～63

HRC，心部仍保持有較高的韌性，齒面接觸強(qiáng)度高、耐磨性好、使用壽命長(zhǎng)，但變形較大。對(duì)于精密齒輪尚需安排磨齒工序。滲碳淬火一般用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。

◆氮化處理。氮化處理常用材料如38CrMoAlA，氮化后齒輪表面硬度可大于65

HRC，因變形小適用于難以磨齒的場(chǎng)合，如內(nèi)齒輪等。①齒輪的材料及熱處理。齒輪的熱處理。ii．輪齒的熱處理。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況

在未加工齒形前的齒輪毛坯稱(chēng)為齒坯。

齒坯的選擇取決于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、使用條件以及生產(chǎn)批量等因素。

①齒輪的材料及熱處理。

②齒輪的毛坯。1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制◆常用的毛坯種類(lèi)主要有：棒料、鍛坯和鑄坯。常用的毛坯種類(lèi)有以下幾種。a.

棒料。用于小尺寸、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、受力不大的齒輪。b.

鍛坯。用于齒輪強(qiáng)度要求高，并要求耐磨損、耐沖擊的齒輪。生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的齒輪采用自由鍛造；生產(chǎn)批量較大的中小齒輪采用模鍛。模鍛齒坯如圖5.25所示。c.

鑄坯。一般用于尺寸大的齒輪或開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中。鑄鐵件用于受力小、無(wú)沖擊、低速的齒輪；鑄鋼件用于直徑為

400～

600

mm且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、不宜鍛造的齒坯。為減少機(jī)械加工量，對(duì)大尺寸、低精度的齒輪，可以直接鑄出輪齒；對(duì)于小尺寸、形狀復(fù)雜的齒輪，可用精密鑄造、壓力鑄造、精密鍛造、粉末冶金、熱軋和冷擠等新工藝制造出具有輪齒的齒坯，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、節(jié)約原材料。

②齒輪的毛坯。（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況③直齒圓柱齒輪的毛坯。◆直齒圓柱齒輪材料為40Cr，毛坯形式選用鍛坯。1—齒輪毛坯；2—連皮；3—上模；4—下模；5—飛邊圖5.25模鍛齒坯（2）明確直齒圓柱齒輪的毛坯狀況（3）選擇定位基準(zhǔn)。

①以?xún)?nèi)孔和端面定位。

②以外圓和端面定位。1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制

定位基準(zhǔn)的精度對(duì)齒形加工精度有直接的影響。對(duì)于齒輪定位基準(zhǔn)的選擇，常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。軸類(lèi)齒輪的加工主要采用中心孔定位，空心軸且孔徑大時(shí)則采用錐堵。中心孔定位的精度高，且能做到基準(zhǔn)統(tǒng)一。某些大模數(shù)的軸類(lèi)齒輪多選擇齒輪軸頸和一端面定位。盤(pán)套類(lèi)帶孔齒輪的齒形加工常采用以下兩種定位方式。帶孔齒輪的定位、夾緊方式（1）以?xún)?nèi)孔和端面定位基準(zhǔn)重合、定位精度高，適于成批生產(chǎn)，夾具精度↑（2）以外圓和端面定位找正外圓，生產(chǎn)率低，適于單件小批生產(chǎn)盤(pán)套類(lèi)帶孔齒輪的齒形加工定位方式（3）選擇定位基準(zhǔn)。①以?xún)?nèi)孔和端面定位。即以工件內(nèi)孔和端面聯(lián)合定位，確定齒輪中心和軸向位置，并采用面向定位端面的夾緊方式。這種方式既可使定位基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)重合，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一，定位精度高。只需要嚴(yán)格控制內(nèi)孔和端面的加工精度，在專(zhuān)用心軸上定位時(shí)不需要找正，故生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)中，但對(duì)夾具的制造精度要求較高。

②以外圓和端面定位。齒坯內(nèi)孔在通用心軸上安裝，工件和夾具心軸的配合間隙較大，可用千分表找正外圓以決定孔中心的位置，并以端面定位，從另一端面施以?shī)A緊。這種方式因每個(gè)工件都要找正，故生產(chǎn)效率低。它對(duì)齒坯的內(nèi)、外圓同軸度要求高，而對(duì)夾具精度要求不高，故適于單件小批生產(chǎn)。（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。①確定加工方案。齒形加工齒坯加工

◆齒坯加工精度：◆齒坯的加工方案：a.大批大量生產(chǎn)時(shí)b.中批生產(chǎn)時(shí)c.單件小批生產(chǎn)時(shí)1.一般為滾齒、插齒加工2.齒形精整加工：剃齒、珩齒、磨齒等齒形加工1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制

齒輪的機(jī)械加工工藝路線根據(jù)齒輪材質(zhì)和熱處理要求、齒輪結(jié)構(gòu)及尺寸大小、精度要求、生產(chǎn)批量和車(chē)間設(shè)備條件而定。一般可歸納工藝路線為：毛坯制造→毛坯熱處理→齒坯加工→齒形加工→齒端加工→齒面熱處理→齒輪定位表面精加工（精基準(zhǔn)修正）→齒形精加工→檢驗(yàn)。①確定加工方案。齒形加工齒坯加工

齒輪的內(nèi)孔（或軸頸）、基準(zhǔn)端面經(jīng)常是齒輪加工、測(cè)量和裝配的基準(zhǔn)，它們的加工精度對(duì)齒輪各項(xiàng)精度指標(biāo)有著重要影響。因此，切齒前的齒坯精度應(yīng)滿(mǎn)足一定的要求。

齒坯加工中，主要保證的是基準(zhǔn)孔（或軸頸）的尺寸精度和形狀精度、基準(zhǔn)端面相對(duì)于基準(zhǔn)孔（或軸頸）的位置精度。不同精度的孔（或軸頸）的齒輪加工精度可查閱附錄B中內(nèi)容。（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線?！酏X坯加工精度：◆齒坯的加工方案：a.大批大量生產(chǎn)時(shí)b.中批生產(chǎn)時(shí)c.單件小批生產(chǎn)時(shí)①確定加工方案。齒坯加工

（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線?！酏X坯加工精度：◆齒坯的加工方案：a.大批大量生產(chǎn)時(shí)b.中批生產(chǎn)時(shí)c.單件小批生產(chǎn)時(shí)①確定加工方案?！酏X坯的孔加工、端面和中心孔的加工以及齒圈外圓的加工?！艄に嚪桨溉Q于輪體結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和生產(chǎn)類(lèi)型等。（1）大批大量生產(chǎn)的齒坯加工（2）成批生產(chǎn)的齒坯加工（3）單件小批生產(chǎn)的齒坯加工流水線或自動(dòng)線（生產(chǎn)率高）鉆→拉→多刀車(chē)圖5.44在多刀半自動(dòng)車(chē)床上精車(chē)齒坯外形（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。①確定加工方案。◆齒坯的孔加工、端面和中心孔的加工以及齒圈外圓的加工?！艄に嚪桨溉Q于輪體結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和生產(chǎn)類(lèi)型等。（1）大批大量生產(chǎn)的齒坯加工（2）成批生產(chǎn)的齒坯加工（3）單件小批生產(chǎn)的齒坯加工粗車(chē)→拉削→精車(chē)臥式（轉(zhuǎn)塔）車(chē)床+拉床（拉孔）加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)率較高流水線或自動(dòng)線鉆→拉削→多刀車(chē)（生產(chǎn)率高）齒坯的孔、端面及外圓的粗、精加工都在通用車(chē)床上經(jīng)兩次裝夾完成。但必須注意將孔和基準(zhǔn)端面的精加工在一次裝夾內(nèi)完成。（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。①確定加工方案。齒形加工1.一般為滾齒、插齒加工2.齒形精整加工：剃齒、珩齒、磨齒齒形加工

齒形加工是齒輪加工的關(guān)鍵，其加工方案的選擇主要取決于齒輪的精度等級(jí)，此外還應(yīng)考慮齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、表面粗糙度、生產(chǎn)類(lèi)型、熱處理方法、設(shè)備條件等。

根據(jù)任務(wù)1中齒形加工精度等級(jí)要求，采用滾齒加工即可滿(mǎn)足要求。（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線?！酏X輪的齒端加工方式有：倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺。◆齒端加工必須安排在齒形淬火之前、在滾（插）齒之后進(jìn)行?！羧蝿?wù)1中齒輪齒端加工采用倒圓方式，安排在齒輪淬火之前，滾齒之后齒端加工(a)倒圓(b)倒尖(c)倒棱圖5.27齒端加工圖5.28齒端倒圓（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。①確定加工方案。★

倒圓、倒尖后的齒輪沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合。★

倒棱可去除齒端的銳邊，因?yàn)檫@些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。◆齒輪機(jī)械加工工藝過(guò)程大致要經(jīng)過(guò)以下幾個(gè)階段：毛坯加工及熱處理齒坯加工齒形加工之前的齒輪加工

齒形粗加工+齒端加工齒形精加工

修正精基準(zhǔn)齒面熱處理

鍛造、正火等齒面淬火等外圓、內(nèi)孔、端面等加工滾齒、插齒、剃齒等珩齒、磨齒等推孔、磨孔、磨端面等檢驗(yàn)（中間）檢驗(yàn)（中間）檢驗(yàn)②劃分加工階段。14:34（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。：修正齒輪經(jīng)淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和齒面粗糙度。◆這個(gè)階段首先應(yīng)對(duì)定位基面（如孔和端面）進(jìn)行修正。齒形精加工（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。②劃分加工階段。

因淬火后齒輪的內(nèi)孔（或軸頸）和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔（或軸頸）和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度要求的。以修正后的基面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。精基準(zhǔn)修正齒面熱處理任務(wù)1中直齒圓柱齒輪要求對(duì)齒面高頻淬火，齒面硬度達(dá)45-50HRC。

1.對(duì)于外徑定心的花鍵孔→花鍵推刀推孔2.對(duì)于圓柱孔→推孔或磨孔（1）推孔生產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪（2）磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，一般以齒輪分度圓定心（↓Fr，利于磨齒或珩齒），見(jiàn)齒輪分度圓定心示意圖

圖5.29齒輪分度圓定心示意圖（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。②劃分加工階段。圓柱齒輪的加工順序安排遵循一般原則，任務(wù)1中齒輪的加工工藝路線為：

毛坯鍛造→毛坯熱處理：正火→齒坯粗、精車(chē)→滾齒→齒端倒圓→齒面淬火→齒輪定位表面內(nèi)孔磨削→檢驗(yàn)。（4）擬定直齒圓柱齒輪的工藝路線。③確定加工順序。

（5）設(shè)計(jì)工序內(nèi)容。①確定加工余量、工序尺寸及其公差。a.

粗車(chē)齒坯時(shí)，各端面、外圓、內(nèi)孔按圖樣加工尺寸均留精加工余量1.0

mm。b.

齒圈滾齒到圖紙尺寸，但要比圖紙精度高一級(jí)。c.

精加工，內(nèi)孔磨削加工到圖樣規(guī)定尺寸，滿(mǎn)足其技術(shù)要求。1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制

（5）設(shè)計(jì)工序內(nèi)容。②選擇設(shè)備、工裝。a.

設(shè)備選用。齒輪加工分兩部分：輪體部分和齒圈部分。輪體部分采用普通車(chē)床加工，一般根據(jù)工件尺寸選擇C6132、CA6140或其他車(chē)床；齒圈部分，尺寸大或模數(shù)大的齒輪采用滾齒機(jī)，對(duì)于尺寸小或結(jié)構(gòu)緊湊的齒輪用插齒機(jī)。1．直齒圓柱齒輪機(jī)械加工工藝規(guī)程編制

（5）設(shè)計(jì)工序內(nèi)容。②選擇設(shè)備、工裝。a.

設(shè)備選用。b.

工裝選用?！?/p>

夾具。齒輪加工夾具一般有兩種。滾齒、插齒加工專(zhuān)用夾具一般選用與對(duì)應(yīng)機(jī)床配套的心軸（見(jiàn)圖5.12、圖5.18）；分度圓定心專(zhuān)用夾具需要時(shí)可根據(jù)齒輪加工實(shí)際要求、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)知識(shí)及相關(guān)手冊(cè)進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造并使用。本任務(wù)中選用的夾具明細(xì)為三爪卡盤(pán)、頂尖、滾齒夾具、倒角夾具、插鍵槽夾具。