CHILUNCHIXINGDEJIAGONGFANGFAJIJIAGONGFANGANDEXUANZE齒輪齒型的加工方法及加工方案的選擇

圓柱齒輪的齒形加工方法齒形的加工方法按加工中有無切削，可分為無切削加工和有切削加工兩大類。無切削加工包括熱軋齒輪、冷軋齒輪、精鍛、粉末冶金等新工藝。無切屑加工具有生產(chǎn)率高、材料消耗少、成本低等特點，但因其加工精度低，工藝不穩(wěn)定，特別是小批量生產(chǎn)時難以來用，有待進一步改進。圓柱齒輪的齒形加工方法齒形的加工方法按加工中有無切削，可分為無切削加工和有切削加工兩大類。有切削加工有切屑加工按加工原理不同有兩種加工方法，即仿形法（如銑齒、拉齒）和展成法（滾齒、插齒、剃齒、珩齒、磨齒）。齒形加工方法的選擇主要取決于齒輪所需達(dá)到的精度、生產(chǎn)批量以及工廠現(xiàn)有的設(shè)備條件。圓柱齒輪的齒形加工方法表4-2常見的齒形加工方法圓柱齒輪的齒形加工方法直齒圓柱齒輪在銑床上用分度頭裝夾，用盤形齒輪銑刀或指狀齒輪銑刀進行逐齒銑削。銑齒加工的精度較低（經(jīng)濟精度為9級），生產(chǎn)率不高，但不需要專用的齒輪加工機床，一般用于精度等級較低且為單件或小批量的生產(chǎn)中。01成形銑齒圖4-4用齒輪銑刀加工齒輪圓柱齒輪的齒形加工方法盤形銑刀（圖a）適宜加工模數(shù)小于8的齒輪，指狀銑刀（圖b）適宜加工模數(shù)大于或等于8的齒輪，銑刀廓形應(yīng)按被切齒槽的廓形確定。01成形銑齒圖4-4用齒輪銑刀加工齒輪圓柱齒輪的齒形加工方法01成形銑齒為減少刀具的數(shù)量，對于標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)銑刀，當(dāng)模數(shù)為0.3～8mm時，每種模數(shù)由8把刀組成一套；當(dāng)模數(shù)為9-16mm時，由15把刀組成一套。每把刀號的銑刀用于加工某一齒數(shù)范圍的齒輪。圓柱齒輪的齒形加工方法滾齒是最常用的切齒方法之一，能加工直齒、斜齒和修整齒形的圓柱齒輪。由于滾齒的整個切削過程是連續(xù)的，所以其生產(chǎn)率較高。02滾齒圓柱齒輪的齒形加工方法02滾齒滾齒的加工原理滾齒加工的實質(zhì)相當(dāng)于一對螺旋圓柱齒輪傳動，當(dāng)其中一個齒輪轉(zhuǎn)化為切齒加工刀具（一般稱滾刀）并保持強制性的嚙合運動關(guān)系，使?jié)L刀沿被所切齒輪的軸線方向做進給運動時，就能切削出需要的漸開線齒形。圓柱齒輪的齒形加工方法02滾齒滾齒的加工原理滾刀相當(dāng)于小齒輪，工件相當(dāng)于大齒輪。滾刀可以看作一個齒數(shù)很少但很長，能繞滾刀分度圓柱很多圈的螺旋齒輪。圓柱齒輪的齒形加工方法02滾齒滾齒的加工原理在蝸桿上沿軸線開出容屑槽，形成前面和前角；經(jīng)鏟齒和鏟磨，形成后面與后角；再經(jīng)熱處理就成為滾刀。圓柱齒輪的齒形加工方法02滾齒滾齒的加工原理為了分析滾齒過程及齒形的形成，可近似地把滾齒看作齒輪齒條嚙合，即把滾刀看作齒條來研究。圓柱齒輪的齒形加工方法02滾齒滾齒的加工原理設(shè)齒輪的圓A固定不動，而齒條的中線B（動線）繞圓A滾動，此時中線B上的齒形在圓A上占據(jù)一系列順序位置，齒條牙齒側(cè)面的運動軌跡正好包絡(luò)出齒輪的漸開線齒形。圓柱齒輪的齒形加工方法02滾齒滾齒運動滾齒的基本運動包括滾刀的旋轉(zhuǎn)切削運動、滾刀與工件之間的展成運動，以及滾刀沿工件的軸向進給運動，屬于展成法加工中的一種，其生產(chǎn)率高，分齒精度高，適應(yīng)性好，但齒形精度相對較低，表面粗糙度也較差。圓柱齒輪的齒形加工方法03插齒插齒相當(dāng)于一對軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合，插齒刀實質(zhì)上就是一個磨有前、后角并具有切削刃的齒輪。插齒原理與插齒運動圓柱齒輪的齒形加工方法03插齒插齒刀與相嚙合的齒坯之間強制保持一對齒輪嚙合的傳動比關(guān)系時，插齒刀沿工件軸向做直線往復(fù)運動，則切削刃在空間形成一鏟形齒輪。這個鏟形齒輪與工件做無間隙嚙合運動，插齒刀每往復(fù)一次，就在輪坯上切出齒槽的一小部分，配合著兩者的展成運動，便依次切出齒輪的全部漸開線齒廓。圓柱齒輪的齒形加工方法03插齒插齒運動包括分齒展成運動、徑向進給運動、切削主運動和讓刀運動等，也屬于展成法加工中的一種，插齒加工與滾齒加工相比較，插齒的齒形精度比滾齒高，齒面的表面粗糙度值比滾齒小，運動精度比滾齒差，齒向誤差比滾齒大。圓柱齒輪的齒形加工方法03插齒對于運動精度要求不高的齒輪，可直接用插齒來進行齒形精加工；而對于運動精度要求較高的齒輪和剃前齒輪（剃齒不能提高運動精度），則用滾齒較為有利。插齒加工方法主要適用于中小模數(shù)的直齒輪，也能加工斜齒輪及人字齒輪，特別適合加工內(nèi)齒輪及齒圈間距很小的雙聯(lián)或三聯(lián)齒輪。圓柱齒輪的齒形加工方法04剃齒剃齒是在滾齒之后，對未淬硬齒輪的齒形進行精加工的一種常用方法。輪齒加工的主要工藝路線為：滾（插）齒→剃齒，可達(dá)到的精度為6-7級，表面粗糙度值為Ra0.8-0.2μm。因為滾齒的運動精度比插齒高，所以剃齒前的加工一般都采用滾齒。剃齒是自由嚙合，對齒輪的運動精度提高較少，所以齒輪的運動精度必須由剃齒前的滾齒或插齒保證。圓柱齒輪的齒形加工方法04剃齒剃齒加工的依據(jù)是一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀實質(zhì)上是一個高精度的斜齒圓柱齒輪，不同的是在齒側(cè)面開有許多容屑槽，形成剃齒刀的切削刃。剃齒刀與被切齒輪的軸線在空間交叉一個角度，由剃齒刀帶動被剃齒輪做雙面無側(cè)隙對滾。圓柱齒輪的齒形加工方法04剃齒剃齒加工時，被剃齒輪安裝在剃齒機工作臺的頂尖間，由剃齒刀帶動其旋轉(zhuǎn)，同時隨工作臺做縱向往復(fù)運動，在每次往復(fù)后工作臺做徑向進給運動。圓柱齒輪的齒形加工方法04剃齒由于是雙面嚙合，剃齒刀的兩側(cè)面都能進行切削加工，但由于兩側(cè)面的切削角度不同，一側(cè)為銳角，切削能力強；另一側(cè)為鈍角，切削能力弱，以擠壓擦光為主，故對剃齒質(zhì)量有較大影響。圓柱齒輪的齒形加工方法04剃齒為使齒輪兩側(cè)獲得同樣的剃削條件，在剃削過程中，剃齒刀做交替正反轉(zhuǎn)運動。在工作齒面方向因剃齒刀無刃槽，所以雖然有相對滑動，卻不起切削作用。圓柱齒輪的齒形加工方法04剃齒剃齒運動剃齒時具有以下三個基本運動：剃齒刀帶動工件的高速正、反轉(zhuǎn)運動，為基本運動。工件沿軸向往復(fù)運動，從而使齒輪的全齒寬均能剃出。工件每往復(fù)一次做徑向進給運動，用來切除全部余量。圓柱齒輪的齒形加工方法05珩齒淬火后的齒輪輪齒表面有氧化皮，影響齒面表面粗糙度，熱處理的變形也影響齒輪的精度。珩齒是齒輪熱處理后的一種光整加工方法，可以減小齒面表面粗糙度值，修整部分淬火變形，改善齒輪副的嚙合噪聲，加工精度可達(dá)到6-7級，可使表面粗糙度值從Ra2.5-1.25μm減小到Ra1.25-0.16pm，其生產(chǎn)率高，設(shè)備簡單，成本低，在成批和大批生產(chǎn)中廣泛采用。圓柱齒輪的齒形加工方法05珩齒珩齒原理珩輪與工件類似于一對螺旋齒輪，呈無側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對滑動，并在齒面間施加一定的壓力來進行珩齒。圓柱齒輪的齒形加工方法05珩齒珩齒過程具有磨、剃、拋光等幾種精加工的綜合性質(zhì)。珩輪可做成齒輪式珩輪來直接加工直齒和斜齒圓柱齒輪。珩齒原理圓柱齒輪的齒形加工方法05珩齒珩齒的特點珩輪結(jié)構(gòu)與磨輪相似，珩齒后表面質(zhì)量較好，珩齒速度很低（通常為1-3m/s），加之磨粒粒度較細(xì)，珩輪彈性較大，故珩齒過程實際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過程，齒面不會產(chǎn)生燒傷和裂痕。珩齒時，齒面間隙除沿齒向有相對滑動外，沿齒形方向也存在滑動，因而齒面將形成復(fù)雜的網(wǎng)紋，提高了齒面質(zhì)量。圓柱齒輪的齒形加工方法05珩齒珩齒的特點珩輪彈性較大，對珩前齒輪各項誤差的修整作用不強，故對珩輪本身的精度要求不高，珩輪誤差一般不會反映到被珩齒輪上，但對珩前齒輪的精度要求高。珩輪主要用于去除熱處理后齒面上的氧化皮和毛刺。珩齒余量一般不超過0.025mm，珩輪轉(zhuǎn)速可達(dá)1000r/min以上，縱向進給量為0.05-0.065mm/r。珩輪生產(chǎn)率很高，一般1min珩一個齒輪，通過3-5次往復(fù)即可完成，其成本低，設(shè)備要求簡單，操作方便。圓柱齒輪的齒形加工方法06磨齒目前齒形加工中精度最高的一種方法，它是利用強制性的齒輪齒條嚙合原理來進行展成加工的，但也有用精密的漸開線齒形靠模板按仿形法加工的。圓柱齒輪的齒形加工方法06磨齒作用：既可磨削未淬硬的齒輪，也可磨削淬硬的齒輪，對齒輪誤差及熱處理變形有較強的修整能力，多用于硬齒面高精度齒輪的精加工。缺點：生產(chǎn)率低，加工成本高，故適用于單件、小批量生產(chǎn)。圓柱齒輪的齒形加工方法06磨齒磨齒原理這種磨齒方法用來加工直齒或斜齒圓柱齒輪。其基本原理是用兩個砂輪構(gòu)成的假想齒條與被磨齒輪相嚙合，工作時砂輪做高速旋轉(zhuǎn)，被切齒輪沿假想齒條做往復(fù)滾動；砂輪沿被切齒輪齒寬做往復(fù)運動。圓柱齒輪的齒形加工方法06磨齒磨齒原理這種磨齒方法不是連續(xù)分齒，而是展成加工完一個齒后，再展成加工另一個齒。由于分齒運動是自動進行的，所以磨齒機的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求也很高。圓柱齒輪的齒形加工方法06磨齒磨齒的特點磨齒加工的精度高，一般條件下精度為4-6級，表面粗糙度值為Ra0.8-0.4μm。磨齒加工采用強制嚙合的方式，不僅修整誤差的能力強，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。磨齒加工的效率低，機床復(fù)雜，調(diào)整困難，所以加工成本較高，主要用于齒輪精度要求很高的場合。圓柱齒輪的齒形加工方法06磨齒齒輪加工方案的選擇原則如下：對于8級及8級以下精度的需調(diào)質(zhì)的齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達(dá)到加工精度要求。對于8級及8級以下精度的需淬火的齒輪，需在淬火前將精度提高一級，其加工方案可采用：滾（插）齒→齒面淬硬→修整內(nèi)孔。對于6-7級精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案為：滾齒→剃齒。圓柱齒輪的齒