1、了解圓柱齒輪加工的工藝流程。了解圓柱齒輪加工的工藝流程。掌握銑齒工藝、插齒工藝和滾齒工藝。掌握銑齒工藝、插齒工藝和滾齒工藝。掌握圓柱齒輪加工的裝備的用法。掌握圓柱齒輪加工的裝備的用法。了解剃齒工藝、擠齒工藝、磨齒工藝等。了解剃齒工藝、擠齒工藝、磨齒工藝等。本章學習要求本章學習要求 第第8章章 圓柱齒輪加工工藝與裝備圓柱齒輪加工工藝與裝備 8.1圓柱齒輪加工流程綜述 8.2銑齒工藝 8.3插齒工藝 8.4 滾齒工藝 8.5其他齒輪加工工藝 本章大綱本章大綱8.1 圓柱齒輪加工流程綜述 8.1.1 圓柱齒輪簡介 圓柱齒輪的結(jié)構形式 8.1.2 齒輪的技術要求 1. 齒輪的精度 精度水平齒 輪 情

2、況精度等級精度水平齒 輪 情 況精度等級特高精度檢驗用的齒輪，高速齒輪，或者在重載下要求特別安全可靠的齒輪，需用特殊工藝方法制造23中等精度用于一般交通運輸設備的齒輪和電機工業(yè)的速度較低的齒輪。通常用滾、插工藝，或剃齒加工89高精度主要用于透平齒輪和航空齒輪，高精度傳動鏈以及某些危險場合下工作的工業(yè)齒輪，需用磨齒機加工45低精度用于低速動力傳動用齒輪。用一般的滾、插工藝制造，也可以在比較舊的機床加工，操作水平要求不高1011比較高的精度主要用于中等速度的工業(yè)齒輪和要求安全可靠地工作的車輛齒輪。一般須用磨齒或剃齒工藝，或者用精度高的滾齒機加工67最低精度用于一些不重要的低速齒輪、低硬度的動力齒輪

3、、配件齒輪以及玩具齒輪。一般是鑄造齒輪，或者是小尺寸的模鍛成形齒輪等12 2. 齒坯的精度 齒坯的形狀多為盤、套類，技術要求主要是基準孔的尺寸精度和基準端面對基準孔的垂直度要求。齒輪的結(jié)構和主要參數(shù) 輪齒的各組精度項目中，有的是單項公差，有的是綜合公差。不同的使用要求規(guī)定不同的項目組合：小批量生產(chǎn)時多選用幾個單項公差組合，大批量生產(chǎn)時多規(guī)定綜合公差項目。 一般齒輪多為7級精度，精密齒輪則為65級精度。熱處理要求則多為齒面高頻淬火。 8.1.3 齒輪的材料與毛坯 齒輪的材料一般為中碳鋼、中碳合金鋼或滲碳鋼，輕載的齒輪也有用鑄鐵、工程塑料或夾布膠木等材料。 鋼材齒輪的毛坯常用鍛件，不太重要的齒輪可

4、用棒料，大型齒輪則用鑄件。鑄鋼件的切削性能不好，故在加工前應安排正火處理。8.1.4 圓柱齒輪的定位基準和裝夾方法 為使基準重合和基準統(tǒng)一，齒輪加工時常選內(nèi)孔和端面作精基準加工外圓和齒輪，用心軸裝夾。 對整體淬火的齒輪，淬火后孔的精加工常用粗加工后的齒形的分度圓作定位基準，用專用夾具裝夾。 滾齒心軸夾具 以齒面定位加工內(nèi)孔8.1.5 圓柱齒輪加工工藝問題 1. 精基準的修正 齒形表面淬火后，內(nèi)孔會受到影響而變形：一般孔直徑會縮小0.010.05mm，而薄壁孔則會略有脹大。 因此淬火后應安排精基準修正工序。修正方法有推孔和磨孔，也可用鏜孔。 推孔是用推刀進行的，用壓力機將推刀強行從孔中間推過即可

5、。此法生產(chǎn)率高，一般不必留推孔余量。 對精度高或已淬硬的孔，直徑大而短的孔則應采用磨孔工藝。磨孔必須留磨孔余量。 2. 齒輪加工方案 （1）8級以下精度的齒輪加工多采用滾（插）齒方案：滾（插）齒齒端加工熱處理修正內(nèi)孔。 （2）67級精度的齒輪有兩個方案 剃珩方案：滾（插）齒端面加工剃齒表面淬火修正基準珩齒。 磨齒方案：滾（插）齒端面加工滲碳淬火修正基準磨齒。 （3）5級以上精度的齒輪采用的方案：粗滾（插）齒精（滾）插齒端面加工淬火修正基準粗磨齒精磨齒。 若工件不需淬火，則把上述各方案中淬火以后的各階段去掉即可。 3. 齒坯加工方案 齒坯加工方案與生產(chǎn)批量有關： 大批量生產(chǎn)時常用鉆孔、車端面拉孔

6、加工其他表面的方案，加工設備常用多刀半自動車床； 中、小批量生產(chǎn)則在普通車床上進行，采用粗車各部精加工孔精車各部的加工路線。8.1.6 圓柱齒輪的加工工藝過程 齒輪的工藝路線大致可歸納為：毛坯制造和熱處理齒坯加工齒形加工齒端加工齒輪熱處理精基準修正齒形精加工終結(jié)檢驗。 齒形加工方法可分為無屑加工和切削加工兩類。 無屑加工主要有熱扎、冷扎、壓鑄、注塑和粉末冶金等。 齒形切削加工精度高，應用廣，按照加工原理，可分為成形法和展成法。成形法采用與被加工齒輪齒槽形狀相同的成形刀具來進行加工，常用的有指狀銑刀銑齒、盤形銑刀銑齒、齒輪拉刀拉齒和成形砂輪磨齒。展成法的原理是使齒輪刀具和齒坯嚴格保持一對齒輪嚙合

7、的運動關系來進行加工，如滾齒、插齒、剃齒和珩齒等。 8.1.7 圓柱齒輪齒形加工簡介 雙聯(lián)齒輪 8.2 銑齒工藝8.2.1銑齒加工綜述 1. 銑齒原理 銑齒加工原理 2. 銑齒加工特點 加工直齒圓柱齒輪按成形法加工；加工斜齒圓柱齒輪按無瞬心包絡法加工。銑齒加工時銑刀銑完一個齒槽后，分度機構將工件轉(zhuǎn)過一個齒再銑另一個齒槽。 銑齒加工的加工精度：9級。 銑齒加工的表面粗糙度Ra(m)：2.510。8.2.2成形法銑圓柱齒輪 1. 成形齒輪銑刀銑齒原理 在實際生產(chǎn)中，將齒輪的常用齒數(shù)進行分組，當模數(shù)m=18mm時，每種模數(shù)分成8組（即8把刀）；模數(shù)m=916mm時，每種模數(shù)分成15組（即15把刀）。

8、 每把銑刀的齒形，是根據(jù)該銑刀所加工最小齒數(shù)的齒輪齒槽形狀設計的，所以，加工該范圍內(nèi)的其他齒數(shù)的齒輪時，會有一定的齒形誤差。在實際使用時，需要根據(jù)被加工齒輪的齒數(shù)查表選擇銑刀的刀號。 成形法銑圓柱齒輪的加工關鍵是選擇銑齒刀。根據(jù)加工齒輪對象的類型不同而采用不同的原則。齒輪的銑削加工（視頻） 2. 零件結(jié)構工藝性分析的內(nèi)容（1）成形齒輪銑刀銑斜齒圓柱齒輪原理 在萬能銑床上用成形齒輪銑刀銑斜齒圓柱齒輪時，不是按成形法原理，而是按無瞬心包絡法原理。齒輪齒形表面的形成，是當銑刀相對齒輪作螺旋運動時，銑刀切削刃所形成的回轉(zhuǎn)表面在空間形成的包絡面。 （2）成形齒輪銑刀刀號的選擇方法 一般計算法。 zv=z

9、/cos3 圖表法 精確計算法。 20mv3=+tancosnDzzm8.3 插齒工藝8.3.1插齒加工綜述 插齒加工原理 插齒加工如同兩個齒輪作無間隙的嚙合運動，其一是插齒刀，另一個是被加工齒輪。 插齒刀是由高速鋼等刀具材料制成，在齒輪上刃磨出前角和后角，形成切削刃。插齒時，插齒刀作上下往復的切削運動，同時要求插齒刀和齒坯之間嚴格保持一對漸開線齒輪嚙合關系 齒輪的插削加工(視頻)插齒原理 插齒機原理 8.3.2. 插削圓柱齒輪 在插削直齒輪時，機床和刀具應具有下列運動。（1）切削主運動 刀具主軸作快速往復運動以完成切削任務。（2）圓周進給運動 插齒刀主軸繞自己的軸線作慢速回轉(zhuǎn)運動，同時與被加

10、工齒輪作無間隙嚙合。 （3）滾切分度運動 工作臺的主軸帶動齒坯繞自身軸線轉(zhuǎn)動，同時與刀具主軸保持著一對齒輪的嚙合關系，以實現(xiàn)展成運動。 （4）徑向進給運動 為了切至全齒深，插齒刀在圓周進給的同時，必須向齒坯作徑向進給。 （5）讓刀運動 插齒刀在工作行程時插削齒坯，在返回行程時，應和齒坯脫離接觸，以免擦傷已加工齒和刀齒磨損。 1. 直齒圓柱齒輪的插削 2. 斜齒圓柱齒輪的插削 插削斜齒輪的螺旋導軌副和附加運動 在插齒機上需用斜齒插齒刀插削斜齒輪，其加工原理相當于一對軸線平行的斜齒輪嚙合。 8.3.3 認識插齒機 1. 立式插齒機 2. 臥式插齒機 臥式插齒機的刀具軸線與工件軸線水平安裝，它多用于

11、加工無空刀槽人字齒輪、內(nèi)人字齒輪以及各種軸齒輪。 此外，在大量的生產(chǎn)中也采用“插齒刀頭”的專用插齒機，其工作原理是仿形法。8.3.4 認識插齒刀 1. 插齒刀概述 插齒刀實質(zhì)上是一個變位齒輪，其不同點是在插齒刀上有前角和后角，以便切削工件。為了獲得后角以及刃磨后不影響齒形，所以把它設計成連續(xù)變位直齒（或斜齒）齒形的形式。 標準插齒刀的頂刃前角為5，頂刃后角為6，側(cè)刃后角約為2。 盤形直齒插齒刀 錐柄直齒插齒刀 2. 插齒刀精度等級 插齒刀形式直齒插齒刀（GB608185）盤形（型）碗形（型）錐形（型）插齒刀精度AA、A、BAA、A、BA、B被切齒輪精度6、7、86、7、87、8插齒刀精度等級及

12、其相應的齒輪加工精度 3. 插齒刀的磨損 插齒刀用鈍后，需要刃磨刀面。刀齒磨損情況如圖8-15所示。粗切時，磨損量VB不得超過1mm； 精切時，VB不得超過0.4mm。插齒刀的磨損 見書中表8-7所示。8.3.5 認識插齒機夾具 8.3.6 插齒工藝設計 1. 切削用量及其選擇 （1）插齒刀行程長度 （2）插削（走刀）次數(shù) （3）圓周進給量 （4）徑向進給量 （5）切削速度 （6）插齒機往復運動行程數(shù) 2. 插削直齒圓柱齒輪的調(diào)整（1）插齒刀的安裝調(diào)整。 插齒刀的安裝與夾緊 插齒刀安裝后的檢查 （2）夾具，心軸及工件的安裝調(diào)整。 首先應將心軸或夾具擦凈，安裝于機床工作臺上，如圖8-20所示，然

13、后用千分表檢驗 。心軸的安裝與檢驗 （3）插齒刀相對于齒坯的安裝。 安裝插齒刀時，應使插齒刀齒頂與齒坯接觸，這樣保證切入齒坯深度的確定性 。插齒刀相對齒坯的安裝 （4）插齒刀往復行程調(diào)整。 插齒刀每分鐘的往復行程與插齒刀行程長度L和切削速度v有關。插齒刀往復行程數(shù)為： （5）機床交換齒輪的調(diào)整。 見書中表8-13 。01000=d str/min2vnLg8.4 滾齒工藝8.4.1滾齒加工綜述 滾齒加工原理 滾齒加工原理相當于交錯軸斜齒輪副的嚙合過程。滾齒加工過程中，滾刀相當于一個螺旋角很大的斜齒圓柱齒輪和被切齒輪作空間嚙合。滾刀頭數(shù)即相當于斜齒輪的齒數(shù)。 1. 滾齒原理 2. 滾齒加工過程分

14、析滾齒加工 滾齒加工的加工精度為：69級。滾齒加工的表面粗糙度Ra(m)：1.255。 3. 滾齒加工特點 8.4.2 認識滾齒機 滾齒機是加工圓柱齒輪，蝸輪等零件的主要工藝設備。加工齒輪的直徑在200mm以下屬于儀表滾齒機，直徑2002 000mm為中型滾齒機，直徑2 000mm以上為大型滾齒機。 1. 滾齒機型號和參數(shù) 滾齒機的精度主要是指幾何精度和傳動精度。由于機床存在幾何精度和傳動精度，因此將影響滾齒機的工作精度。 2. 滾齒機的工作精度 8.4.3 認識滾刀 齒輪滾刀按結(jié)構可分為整體滾刀和鑲片滾刀； 按模數(shù)大小可分為小模數(shù)滾刀、中模數(shù)滾刀和大模數(shù)滾刀； 按加工用途可分為初加工滾刀和精

15、加工滾刀； 按滾刀基本蝸桿齒形可分為阿基米德滾刀和法向直廓滾刀。 1. 滾刀概述 （1）整體齒輪滾刀，可以分為刀體與刀齒兩大部分。 2. 滾刀結(jié)構 整體齒輪滾刀 （2）鑲片齒輪滾刀。大模數(shù)和中模數(shù)滾刀可作成鑲片結(jié)構 。鑲片滾齒滾刀 齒輪滾刀精度等級 3. 滾刀精度等級 齒輪滾刀精度等級被加工齒輪精度（JB17983）AAA6AA7A8B9C10（1）滾刀的磨損滾齒時若發(fā)現(xiàn)齒面粗糙度參數(shù)值增大，有光斑，出現(xiàn)毛刺或聲音不正常，應及時刃磨滾刀。 4. 滾刀的磨損和耐用度滾刀刀齒的磨損 （2）滾刀耐用度 滾刀在兩次磨刀之間的滾切時間叫做滾刀耐用度，它與被加工材料和切削用量有關。 滾刀耐用度推薦表模數(shù)（

16、mm）45678101216耐用度（min）240360480720900 滾齒夾具是滾齒加工中的重要部件，對被加工零件起直接固定的作用。滾齒加工中夾具的設計一般應滿足以下幾點。（1）定位基準要精確可靠，心軸與齒坯孔配合間隙要適宜。（2）齒坯軸心線應與工作臺的旋轉(zhuǎn)軸線重合。（3）工作臺的旋轉(zhuǎn)軸線應與支撐面垂直。（4） 齒坯的支撐面與切削力著力點之間的距離為最小，過渡法蘭盤的直徑應略小于齒輪根圓直徑。（5）要有足夠的剛性和夾緊力。（6）結(jié)構簡單，便于制造，并能保證安裝時易于校正和更換。8.4.4 認識滾齒夾具 8.5 其他齒輪加工工藝 8.5.1 剃齒加工簡介 1. 剃齒加工原理及特點 剃齒加工

17、屬于齒輪精加工方法，可以提高被加工齒輪的精度和降低齒面粗糙度。 剃齒相當于一對交錯軸圓柱齒輪嚙合過程。剃齒刀和被剃工件自由轉(zhuǎn)動。剃齒刀切削刃利用交錯軸齒輪嚙合時，齒面間的相對滑動剃掉被加工齒面上的余量 剃齒刀及剃齒加工示意圖 2. 剃齒刀簡介 根據(jù)剃齒刀的不同用途可分為小模數(shù)剃齒刀和中模數(shù)剃齒刀。 模數(shù)在0.21.5mm的盤形剃齒刀 模數(shù)在28mm的盤形剃齒刀 8.5.2 擠齒加工簡介 1. 擠齒加工的原理及特點 經(jīng)過滾齒或插齒加工后的齒輪，用擠齒和被加工的齒輪在一定壓力下進行對滾，使齒面表層金屬產(chǎn)生塑性變形，以改善齒面粗糙度和齒面精度。 擠齒加工精度：67級。 被加工表面粗糙度Ra(m)：0

18、.040.32。擠齒加工示意圖8.5.2 擠齒加工簡介 1. 擠齒加工的原理及特點 經(jīng)過滾齒或插齒加工后的齒輪，用擠齒和被加工的齒輪在一定壓力下進行對滾，使齒面表層金屬產(chǎn)生塑性變形，以改善齒面粗糙度和齒面精度。 擠齒加工精度：67級。 被加工表面粗糙度Ra(m)：0.040.32。擠齒加工示意圖 2. 擠輪 合并式擠輪 開槽擠輪 8.5.3 磨齒加工簡介 1. 磨齒加工的原理 （1）成形法磨齒原理 成形法磨齒是利用成形砂輪磨削齒輪的漸開線齒形。 （2）展成法磨齒原理 錐砂輪磨齒就是展成法磨齒加工的代表，其按照齒輪和齒條的嚙合原理進行。 成形法磨齒 展成法磨齒加工 2. 磨齒的特點 磨齒的主要缺點是生產(chǎn)率較低，加工成本較高。因而，過去在大量生