齿形加工专题

《制造技术基础训练》——齿形加工专题——齿形加工技术在机械制造领域里，齿轮是一大类机械零件的总称。在机械产品中，齿轮往往决定了产品的运动、动力性能，对于产品的功能、精度、使用寿命均具有十分重要的影响。概述齿轮的分类按齿圈结构形状分圆柱齿轮圆锥齿轮蜗轮齿条按齿线形状分直齿斜齿（螺旋齿）曲线齿按齿廓形状分渐开线摆线圆弧曲线齿形加工技术齿形加工技术齿轮的基本参数齿轮技术复杂，实际使用的参数很多。在普通齿轮的制造过程中，最基本的参数有齿数、模数、压力角（齿形角）、齿顶高系数和顶隙系数1.齿数（z）齿轮的轮齿数量。齿数关系决定了齿轮的运动变换关系，也会影响轮齿的形状、传动的平稳性、传动精度等性能2.模数（m）齿轮的模数指的是周节（相邻两具的齿距）除以圆周率得到的商。模数的大小对于轮齿的抗弯强度、传动功率、齿轮的结构尺寸、工作寿命都有显著的影响。模数已经标准化，应根据设计计算的结果从国家规定的标准数系列中选取齿形加工技术3.压力角（α）渐开线齿廓上某点的法线与该点的速度方向所夹的锐角称为该点的压力角不同国家的标准齿轮压力角不尽相同.压力角的大小对齿轮的传力效果及抗弯强度有关我国生产的齿轮与法国、日本等国相同，属模数制，标准压力角为20°英国、美国采用径节制，其标准齿轮的压力角为14.5°齿轮的基本参数4.齿顶高系数（ha*）、顶隙系数（c*）齿轮的轮齿高度与模数成正比关系新国家标准GB/T3480-1997仍然将圆柱齿轮的精度分为12级。1～2级是有待发展的精度级，3～5级是高精度级，6～8级是中等精度级，9～12级是低精度级齿形加工技术齿轮精度等级齿轮精度等级工作条件与应用范围圆周速度（m/s）3～5用于高平稳且低噪声的高速传动齿轮；精密机构中的齿轮；涡轮机齿轮；检验8、9级精度齿轮的齿轮；重要的航空、船用齿轮箱齿轮＞206用于高速下平稳工作，需要高效率及低噪声的齿轮；航空、汽车及机床中的重要齿轮；读数机构及分度机构的齿轮＜157在高速和功率较小或大功率和速度不太高条件下工作的齿轮；普通机床中的进给齿轮和主传动链的变速齿轮；航空中的一般齿轮；速度较高的减速器齿轮；起重机的齿轮；读数机构齿轮＜108一般机器中无特殊精度要求的齿轮；汽车、拖拉机中的一般齿轮；通用减速器的齿轮；航空、机床中的不重要齿轮；农业机械中的重要齿轮＜69无精度要求的较粗糙的齿轮；农业机械中的一般齿轮＜2齿轮成形有屑加工无屑加工锻造法冲压法热轧法┅┅成形法（仿形法）展成法（范成法）铸造法用精密铸造或锻造等塑性成型的方式获得齿轮形状用机械加工的方法获得所需要的齿轮形状利用齿轮刀具与被切齿轮的互相啮合运转而切出齿形的方法铣齿加工磨齿加工插齿加工滚齿加工珩齿剃齿指用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具加工齿形的方法圆盘形铣刀指状形铣刀齿轮插刀齿条插刀滚刀齿形加工技术常见的齿形加工方法齿形加工技术齿形加工方法刀具机床加工精度适用范围成形法铣齿成形铣刀铣床9级以下生产率低，粗加工或单件小批生产拉齿齿轮拉刀拉床9-6级生产率高，适宜大量生产内齿轮展成法滚齿齿轮滚刀滚齿机8-6级生产率较高，可加工直齿、斜齿等外啮合齿轮及蜗轮插齿插齿刀插齿机7-6级生产率高，适于加工内、外齿轮（包括阶梯齿轮）、扇形齿轮、齿条等剃齿剃齿刀剃齿机7-6级生产率高，适于淬火前的直齿和斜齿圆柱齿轮的精加工挤齿挤轮挤齿机7-6级主要用于大量生产小模数齿轮珩齿珩磨轮珩齿机7-6级对剃齿和高频淬火后的齿形进行精加工磨齿砂轮磨齿机7-4级生产率一般不高，用于加工淬火后的硬齿面齿轮成形法铣齿加工铣齿加工是用模数铣刀在铣床上加工齿轮的成形加工方法。铣齿运动切削运动进给运动铣齿加工的主运动是齿轮铣刀的旋转切削运动工作台的纵向往复直线运动为进给运动成形法铣齿齿形加工技术模数铣刀的选择模数铣刀盘状模数铣刀指状模数铣刀模数大于8的齿轮采用指状模数铣刀加工，其余采用盘状模数铣刀加工加工时先根据被加工齿轮的模数，选择相应铣刀的模数，再按被加工齿轮的齿数选择相应号数的铣刀进行加工刀号12345678加工齿数12~1314~1617~2021~2526~3435~5455~134≥135铣齿加工特点铣齿加工不需要专用设备，成本低；铣齿加工主要用于单件小批量及修配生产中加工转速低、精度不高的齿轮。由于存在分度误差及刀具本身的理论误差，因而加工出的齿轮精度低，一般为11～9级。由于铣刀每铣一个齿都要重复一次分度、切入、切削、退刀的过程，辅助时间多，故生产率低；成形铣齿存在齿形误差，使用通用铣床和附件加工的过程中也存在分齿误差、定心误差，因此加工精度比较低。通常只用于加工9级精度以下的齿轮。齿形加工技术展成法利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动，在专用齿轮加工机床上切出齿形的方法，其中最常用的是插齿和滚齿。插齿在插齿机上进行的齿形加工，精度8～7级插外圆柱齿轮插双联齿轮插内齿轮齿形加工技术展成法插齿切削运动主运动插齿刀上下往复进给运动径向进给分齿及圆周进给让刀运动插齿加工特点非常适合加工双联齿轮、多联齿轮、内齿轮等。插齿加工特点齿形加工技术齿形加工技术滚齿在专用的滚齿机上进行的齿形加工。精度为8~7级。展成法滚齿的切削运动包括滚刀旋转进给运动滚刀轴垂直进给滚刀径向进给分齿及圆周进给主运动滚齿的加工特点连续切削，效率高，精度较高滚齿的加工齿形加工技术其他展成加工方法齿形加工技术3.链轮加工齿形加工技术展成法是一大类加工方法的总称，其中既有加工齿形的方法，也可以加工蜗轮、链轮，还有展成车削等方法。1.斜齿轮加工滚刀参数与蜗杆基本相同，加工时只有径向进给，没有轴向进给。其他展成加工方法2.蜗轮加工在滚切直齿轮运动基础上保证滚刀轴向进给一个导程时,工件迭加旋转一周，再配合适当的螺旋角,即可滚切斜齿轮。使用与套筒滚子链环形状一致的滚刀可以滚切链轮，加工时滚刀与工件仍然需要保持严格的分齿运动关系。齿形加工技术小结齿轮加工内容众多，技术复杂。前面介绍的只是齿形加工部分最常见的粗加工和半精加工方法，其中的重点内容如下：•齿轮的常见类型•齿轮的基本参数及意义•成形法的概念•铣齿切削运动及应用特点•铣齿刀具的选择•展成法的概念•插齿切削运动及应用特点•滚齿切削运动及应用特点谢谢！