第十二章切齿刀具

1、第十二章第十二章 齿轮刀具齿轮刀具一、一、 成形齿轮刀具成形齿轮刀具 刀具切削刃的廓形与被切齿轮槽形相同或近似相同。刀具切削刃的廓形与被切齿轮槽形相同或近似相同。常用的有盘状齿轮铣刀和指状齿轮铣刀、常用的有盘状齿轮铣刀和指状齿轮铣刀、这类铣刀结构简单，制造容易，可在普通铣床上使用。这类铣刀结构简单，制造容易，可在普通铣床上使用。但是加工精度和效率较低，主要用于单件、小批量生产但是加工精度和效率较低，主要用于单件、小批量生产和修配。和修配。第一节第一节 切齿刀具的分类切齿刀具的分类 二、二、 展成齿轮刀具展成齿轮刀具这类刀具切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖面槽形。切齿时除主运这类刀具切削刃廓形不同

2、于被切齿轮任何剖面槽形。切齿时除主运动外，还有刀具与齿坯相对的啮合运动。工件齿形是由刀具齿形在动外，还有刀具与齿坯相对的啮合运动。工件齿形是由刀具齿形在展成运动中若干位置包络形成的。展成运动中若干位置包络形成的。这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高，通用性好。插齿刀、齿这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高，通用性好。插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、弧齿锥齿轮铣刀盘等都轮滚刀、剃齿刀、花键滚刀、锥齿轮刨刀、弧齿锥齿轮铣刀盘等都属展成齿轮刀具。属展成齿轮刀具。 按被加工齿轮类形分按被加工齿轮类形分 1. 渐开线齿轮刀具渐开线齿轮刀具 (1) 加工圆柱齿轮刀具：如齿轮铣刀、拉刀、滚刀

3、、插齿加工圆柱齿轮刀具：如齿轮铣刀、拉刀、滚刀、插齿刀、剃齿刀等；刀、剃齿刀等； (2) 加工蜗轮刀具：如蜗轮滚刀、飞刀、蜗轮剃刀等；加工蜗轮刀具：如蜗轮滚刀、飞刀、蜗轮剃刀等； (3) 加工锥齿轮刀具：如齿轮刨刀、锥齿轮铣刀盘等；加工锥齿轮刀具：如齿轮刨刀、锥齿轮铣刀盘等； 2.非渐开线齿形刀具非渐开线齿形刀具 如摆线齿轮刀具、花键滚刀、链轮滚刀等。如摆线齿轮刀具、花键滚刀、链轮滚刀等。第二节第二节 齿轮铣刀齿轮铣刀指状铣刀加工指状铣刀加工盘铣刀加工盘铣刀加工铣刀旋转，工件进给分度、断续切削。适用于加工大模数适用于加工大模数m20 的齿轮和人字的齿轮和人字齿轮。齿轮。渐开线形状随齿数变化。渐

4、开线形状随齿数变化。要想获得精确的齿廓，要想获得精确的齿廓，加工一种齿数的齿轮就加工一种齿数的齿轮就需要一把刀具。这在工需要一把刀具。这在工程上是不现实的。程上是不现实的。进给进给分度分度分度分度切削切削切削切削进给进给 盘形齿轮铣刀的分类与刀号盘形齿轮铣刀的分类与刀号盘形齿轮铣刀是按成形法加工齿轮的刀具。铣刀廓形应按被切齿盘形齿轮铣刀是按成形法加工齿轮的刀具。铣刀廓形应按被切齿槽的廓形确定。槽的廓形确定。为了铣出正确的齿形，每一种模数，或每一个压力角，或每一个为了铣出正确的齿形，每一种模数，或每一个压力角，或每一个齿数的齿轮，都应相应地设计与制造一把铣刀。这样既不方便又齿数的齿轮，都应相应地

5、设计与制造一把铣刀。这样既不方便又不经济。为了减少刀具制造的数量，方便刀具的管理。对标准模不经济。为了减少刀具制造的数量，方便刀具的管理。对标准模数铣刀，当模数数铣刀，当模数m8mm时，每种模数由八把（八个刀号）组成时，每种模数由八把（八个刀号）组成一套；当模数一套；当模数m8mm时，则十五把组成一套。每把刀号的铣刀时，则十五把组成一套。每把刀号的铣刀用于加工某一齿数范围的齿轮。用于加工某一齿数范围的齿轮。每种刀号齿形按最小齿数设计。不是最小齿数有齿形误差。每种刀号齿形按最小齿数设计。不是最小齿数有齿形误差。 加工斜齿轮时铣刀刀号的选择加工斜齿轮时铣刀刀号的选择 在修配工作中，齿轮铣刀也可以用

6、来加工斜齿轮。此时在修配工作中，齿轮铣刀也可以用来加工斜齿轮。此时铣刀的模数、齿形角应与被切齿轮的法向模数、法向齿铣刀的模数、齿形角应与被切齿轮的法向模数、法向齿形角相同，即形角相同，即m=mn，o=n。铣刀刀号应根据斜齿轮在。铣刀刀号应根据斜齿轮在法剖面中的当量齿数法剖面中的当量齿数Zv选择，即选择，即 Zv=Z1/cos3 1 Z1：被切斜齿轮齿数；：被切斜齿轮齿数； 1 ：被切斜齿轮分度圆螺旋角。：被切斜齿轮分度圆螺旋角。 盘形铣刀加工斜齿轮的误差是较大的，因为斜齿轮法向盘形铣刀加工斜齿轮的误差是较大的，因为斜齿轮法向剖面齿形不是渐开线，加上分度误差，安装误差等，故剖面齿形不是渐开线，加

7、上分度误差，安装误差等，故加工齿轮精度一般均低于加工齿轮精度一般均低于9级。级。插齿刀可以加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮插齿刀可以加工直齿轮、斜齿轮、内齿轮、塔形齿轮、人字齿轮和齿条等，是一种应用很广泛的齿轮刀具。和齿条等，是一种应用很广泛的齿轮刀具。 一、插齿刀的工作原理、种类与应用一、插齿刀的工作原理、种类与应用1.工作原理工作原理第二节插齿刀第二节插齿刀作者：潘存云教授作者：潘存云教授0 00 0齿轮插刀加工齿轮插刀加工v 齿轮插刀齿轮插刀共轭齿廓互为包络线共轭齿廓互为包络线切切削削运运动动0 0范成运动范成运动让刀运动让刀运动机床加工演示 2.插齿刀的类型、精度等级及应

8、用插齿刀的类型、精度等级及应用 盘形插齿刀：加工外齿轮和大径内齿轮盘形插齿刀：加工外齿轮和大径内齿轮 碗形插齿刀：加工多联齿轮和内齿轮碗形插齿刀：加工多联齿轮和内齿轮 锥柄插齿刀：加工内齿轮锥柄插齿刀：加工内齿轮 二、插齿刀的齿面形状二、插齿刀的齿面形状 插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮，形齿轮， 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形，必须是渐开线。不考虑前角影响，插齿的端面齿形，必须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。刀端面齿形是渐开线。 插齿刀有顶刃后角和插齿刀有顶

9、刃后角和 侧刃后角，重磨后顶圆直径和侧刃后角，重磨后顶圆直径和分圆齿厚减小。不同端剖面应是变位量不同的变位齿分圆齿厚减小。不同端剖面应是变位量不同的变位齿轮，新刀变位量最大，重磨后逐渐减小。轮，新刀变位量最大，重磨后逐渐减小。O-O剖面变剖面变位量为零称为原始剖面，具有标准齿形。位量为零称为原始剖面，具有标准齿形。 插齿刀实质插齿刀实质上是变位齿轮。上是变位齿轮。 插齿刀的两侧面是两个旋向相反的渐开螺旋面，即插齿刀的两侧面是两个旋向相反的渐开螺旋面，即两侧切削刃分别绕刀具轴线作螺旋运动形成的螺旋面，两侧切削刃分别绕刀具轴线作螺旋运动形成的螺旋面，也就是斜齿轮的齿面，制造容易，精度高。也就是斜齿

10、轮的齿面，制造容易，精度高。齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具。可以加工标准的直齿圆柱齿轮和齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具。可以加工标准的直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮，也可以加工各种变位齿轮。齿轮滚刀加工齿轮的模数可斜齿圆柱齿轮，也可以加工各种变位齿轮。齿轮滚刀加工齿轮的模数可从从0.1mm到到40mm。同一把齿轮滚刀可以加工模数、压力角相同而齿数。同一把齿轮滚刀可以加工模数、压力角相同而齿数不同的齿轮。不同的齿轮。 一、齿轮滚刀的工作原理一、齿轮滚刀的工作原理 齿轮滚刀利用齿轮滚刀利用一对螺旋齿轮啮合原理一对螺旋齿轮啮合原理工作的工作的齿轮滚刀加工过程中，滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿轮，同被

11、加工齿轮滚刀加工过程中，滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿轮，同被加工齿轮成空间交轴螺旋齿轮啮合。滚刀轴线安装成与被加工齿轮端面倾斜齿轮成空间交轴螺旋齿轮啮合。滚刀轴线安装成与被加工齿轮端面倾斜一个角度。切削时，滚刀回转形成主运动，同时工件轴线方向移动以切一个角度。切削时，滚刀回转形成主运动，同时工件轴线方向移动以切出全齿长。滚刀转一转，工件相应转过一个齿（单头滚刀时）或数个齿出全齿长。滚刀转一转，工件相应转过一个齿（单头滚刀时）或数个齿（多头滚刀时），以形成展成运动和圆周进给运动。加工斜齿轮时，还（多头滚刀时），以形成展成运动和圆周进给运动。加工斜齿轮时，还应给工件一个附加转动。应给工件一个附加

12、转动。第四节第四节 齿轮滚刀齿轮滚刀作者：潘存云教授滚刀滚刀进给进给进给进给0 0v0 0范成运动范成运动滚刀倾斜滚刀倾斜tt滚刀轴剖面相当于齿条相当于齿轮齿条啮合传动0 0切削切削v 齿轮滚刀齿轮滚刀被加工齿轮被加工齿轮机床加工演示， 二、齿轮滚刀的铲形蜗杆二、齿轮滚刀的铲形蜗杆齿轮滚刀是一个蜗杆状刀具，在圆周上等分地开有若干垂直于蜗齿轮滚刀是一个蜗杆状刀具，在圆周上等分地开有若干垂直于蜗杆螺旋方向（或平行于滚刀轴线方向）的沟槽，经过齿形铲背，杆螺旋方向（或平行于滚刀轴线方向）的沟槽，经过齿形铲背，使刀齿具有正确的齿形和后角，再加以淬火和刃磨前刀面，就形使刀齿具有正确的齿形和后角，再加以淬火

13、和刃磨前刀面，就形成了一把齿轮滚刀。成了一把齿轮滚刀。齿轮滚刀由若干圈刀齿组成，每个刀齿都有一个顶刃和左右两个齿轮滚刀由若干圈刀齿组成，每个刀齿都有一个顶刃和左右两个侧刃，顶刃和侧刃都具有一定的后角。刀齿的两侧刃分布在螺旋侧刃，顶刃和侧刃都具有一定的后角。刀齿的两侧刃分布在螺旋面上，这个螺旋面所构成的蜗杆称为滚刀的铲形蜗杆。面上，这个螺旋面所构成的蜗杆称为滚刀的铲形蜗杆。1.渐开线蜗杆渐开线蜗杆齿面是渐开螺旋面，造形误差为零；端面齿形：渐开线，轴向齿齿面是渐开螺旋面，造形误差为零；端面齿形：渐开线，轴向齿形：曲线；制造较为困难。形：曲线；制造较为困难。 应用：应用： 高精度高精度2.阿基米德蜗

14、杆阿基米德蜗杆齿面是阿基米德螺旋面，会产生一定的造形误差，端面齿形：阿齿面是阿基米德螺旋面，会产生一定的造形误差，端面齿形：阿基米德螺线，轴向齿形：直线；制造比较容易。应用基米德螺线，轴向齿形：直线；制造比较容易。应用 ：最广泛：最广泛3.法向直廓蜗杆法向直廓蜗杆齿槽法向直廓蜗杆齿槽法向直廓蜗杆齿纹法向直廓蜗杆齿纹法向直廓蜗杆齿形误差大，用于大模数、粗加工等齿形误差大，用于大模数、粗加工等整体齿轮滚刀：高速钢材料，套装式结构，轴肩与内孔同心，齿轮滚整体齿轮滚刀：高速钢材料，套装式结构，轴肩与内孔同心，齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高；粗加工用滚刀有时做刀大多为单头，螺旋升角较小，

15、加工精度较高；粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。成双头，以提高生产率。镶齿齿轮滚刀：齿轮模数较大时，做成镶齿结构，既节约高速钢，又镶齿齿轮滚刀：齿轮模数较大时，做成镶齿结构，既节约高速钢，又使刀片易锻造，提高性能和使用寿命。使刀片易锻造，提高性能和使用寿命。齿轮滚刀的容屑槽可分为螺旋槽和直槽两类。滚刀有齿轮滚刀的容屑槽可分为螺旋槽和直槽两类。滚刀有AA、A、B、C四种精度等级，分别加工四种精度等级，分别加工7、8、9、10级精度的齿轮，要加工更高精级精度的齿轮，要加工更高精度的齿轮需用超高精度的度的齿轮需用超高精度的AAA级滚刀。级滚刀。滚刀结构参数与选用滚刀结构参数与选用 五、齿轮滚刀

16、的安装与调整五、齿轮滚刀的安装与调整1.齿轮滚刀的选择与安装齿轮滚刀的选择与安装选择标准齿轮滚刀时，滚刀的模数与齿形角应与被加工齿轮的法向模数、选择标准齿轮滚刀时，滚刀的模数与齿形角应与被加工齿轮的法向模数、法向齿形角相同；滚刀精度等级的选择也要与被加工齿轮所要求的精度法向齿形角相同；滚刀精度等级的选择也要与被加工齿轮所要求的精度等级相适应。滚刀的精度等级一般标记在滚刀端面上。等级相适应。滚刀的精度等级一般标记在滚刀端面上。滚刀安装到机床上以后，先要用千分表检查滚刀两端轴台的径向跳动滚刀安装到机床上以后，先要用千分表检查滚刀两端轴台的径向跳动量量 ，使其不超过允许值，且两轴台的跳动方向和数值应尽可能一致，使其不超过允许值，且两轴台的跳动方向和数值应尽可能一致，以免滚刀轴线在安装中产生偏斜。以免滚刀轴线在安装中产生偏斜。2.齿轮滚刀的重磨齿轮滚刀的重磨滚刀的磨损量在粗切时超过0.8一1mm或精切时超过0.20.5mm，就需要重磨前刀面。滚刀重磨应在专用滚刀刃磨机床上进行。也可以在万能工具磨床上安装滚刀重磨应在专用滚刀刃磨机床上进行。也可以在万能工具磨床上安装专用夹具来进行。专用夹具使滚刀作螺旋运动并精密分度。对直槽滚刀，专用夹具来进行。专用夹具使滚刀作螺旋运动并精密分度。对直