《机械制造基础》课件 2.7齿轮加工

齿轮加工《机械制造基础》123

齿形加工原理滚齿加工插齿加工4齿轮精加工一、齿形加工原理成形法展成法常用的齿形加工方法及适用范围齿轮加工

常用的齿形加工方法及适用范围

表2-7-1常用的齿形加工方法及适用范围齿轮加工

常用的齿形加工方法及适用范围

表2-7-1常用的齿形加工方法及适用范围齿轮加工

常用的齿形加工方法及适用范围

成形法图2-7-1成形法加工齿轮齿轮加工

常用的齿形加工方法及适用范围

成形法图2-7-2

盘形齿轮铣刀图2-7-3

指形齿轮铣刀齿轮加工

常用的齿形加工方法及适用范围

成形法成形法加工的特点是：

用刀具的切削刃形状来保证齿形的准确性，用分度的方法来保轮齿圆周分布的均匀性。单件小批生产时，通常在万能铣床、牛头刨床等通用设备上加工。在大批大量生产时，常采用按成形法设计的专用设备，如拉齿机、推齿机等。齿轮加工

常用的齿形加工方法及适用范围

展成法图2-7-3展成法加工原理二、滚齿加工滚齿加工原理滚齿机床滚齿刀具滚齿加工方法齿轮加工

滚齿加工原理图2-7-4滚刀的形成齿轮加工

滚齿加工原理图2-7-5

展成法形成渐开线齿形齿轮加工

滚齿机床图2-7-6Y3150E型滚齿机的外形

1—床身2—立柱3—刀架溜板4—刀杆

5—滚刀架6—支架7—心轴8—后立柱9—工作台齿轮加工

滚齿刀具图2-7-7

滚刀的基本蜗杆齿轮滚刀齿轮加工

滚齿刀具

蜗轮滚刀图2-7-8

蜗轮的滚切齿轮加工

滚齿刀具

蜗轮滚刀图2-7-9

蜗轮滚刀的进给方式齿轮加工

滚齿刀具蜗轮滚刀图2-7-10

蜗轮滚刀的进给方式齿轮加工

滚齿加工方法1、选择切削用量1）滚刀寿命表2-7-2滚刀寿命推荐值齿轮加工

滚齿加工方法1、选择切削用量(2）确定背吃刀量一般地，加工模数m<4mm的齿轮，1次走刀切至全齿深；当m>4mm或工艺系统刚性不足时，分2次走刀（第1次背吃刀量为1.4m，第2次切至全深)；当m>7mm时，分3次走刀[第1次背吃刀量为(1.4~1.6)m，第2次留余量0.5~1mm]。若滚齿后接着有剃齿或磨齿的工序,一般滚齿1次。(3）确定垂向进给量f垂向进给量f受机床一工件—滚刀的工艺系统刚度的限制，精加工时还取决于表面粗糙度。垂向进给量f为0.5~5mm/r，具体可查工艺手册。(4)确定滚齿的切削速度根据上述确定的进给量和滚刀寿命数值，再综合考虑被加工齿轮的模数、材料和其他加工条件，通过查表的方式确定切削速度。齿轮加工

滚齿加工方法2、计算切削功率和切削力

按照垂向进给量和齿轮模数，通过查表确定滚齿的切削功率Pm。计算出机床电动机功率PE=Pm/ηm（ηm为滚齿机效率，ηm=0.4～0.5），PE不应超过机床主电动机的实际功率。

查表确定平均滚切力矩，除以滚刀半径可得滚刀齿顶圆上的圆周力。齿轮加工

滚齿加工方法3、选用切削液

滚切碳钢齿轮时需用复合切削液或极压切削液，切削液流量一般为8～10L/min。滚切铸铁可不用切削液。齿轮加工

滚齿加工方法4、选择各套交换齿轮

按公式分别计算滚刀速度交换齿轮、分齿交换齿轮、轴向进给交换齿轮的齿数并选择，对于斜齿齿轮还要计算选择附加运动交换齿轮。齿轮加工

滚齿加工方法5、安装滚刀1）校正刀杆：滚刀安装前，先要校正刀杆的径向圆跳动和轴向窜动；滚刀装上刀轴后还需校正两边轴台的径向圆跳动，使其尽可能同步，保证滚刀对刀杆的倾斜度最小。2）对中心：使滚刀与齿坯的中心对准，否则会使滚切出来的齿形不对称，产生歪斜，生产实际中，常用的滚刀对中方法有试切法和利用对刀架对中两种。3）按滚刀导程角扳转刀架：滚切齿轮时，滚刀与齿坯两轴线间的相互位置相当于两交错轴斜齿轮相啮合时轴线间的相互位置，滚刀的安装角必须使滚刀的螺旋线方向准确地与被加工齿轮的轮齿方向一致。图10-15所示为滚刀与被加工齿轮间安装角度的关系。刀架的旋转角度可从刀架刻度盘及副尺上读出。滚刀安装角δ的精度在加工7、8、9级齿轮时，允差分别为5′、10′、15′。齿轮加工

滚齿加工方法6、安装齿坯图2-7-11

心轴安装图

齿轮加工

滚齿加工方法6、安装齿坯图2-7-12外圆找正安装

齿轮加工

滚齿加工方法7、滚切圆柱齿轮滚切时,如果用一次进给完成切削工作，其操作方法与一般方法相同,若用两次或多次进给完成切削工作，则每一行程结束，需要退刀。在滚切斜齿圆柱齿轮时，退刀时不能将离合器脱开，否则将会打乱差动系统，使第一刀与第二螺旋线不重合，造成废品。操作时，先使工件离开滚刀，然后用快速行程使刀架上升或下降到开始切削位置，再重新调整需要的深度。三、插齿加工插齿加工原理插齿加工特点插齿刀齿轮加工

插齿加工原理图2-7-13插齿齿轮加工

插齿加工特点1）插齿加工的齿形精度比滚齿高。2）齿面的表面粗糙度值小。3）运动精度低于滚齿。4）齿向偏差比滚齿大。5）插齿的效率比滚齿低。6）插齿能加工滚齿无法加工的工件，如内齿轮、多联齿轮、齿条和扇形齿轮等。

齿轮加工

插齿刀表2-7-3插齿刀主要类型、规格与应用范围齿轮加工

插齿刀表2-7-3插齿刀主要类型、规格与应用范围齿轮加工

插齿刀表2-7-3插齿刀主要类型、规格与应用范围四、齿轮精加工剃齿冷挤齿轮珩齿磨齿齿轮加工

剃齿图2-7-14剃齿原理齿轮加工

冷挤齿轮

1)冷挤原理：挤轮和工件在一定压力下作无间隙对滚，挤轮作连续径向进给，齿廓表面层金属产生塑性变形。图2-7-15冷挤齿轮齿轮加工

珩齿1)珩齿原理珩齿原理和剃齿原理是一样的，所不同的是珩齿使用的是珩磨轮。图2-7-16珩磨原理

齿轮加工

珩齿1)珩齿原理珩齿原理和剃齿原理是一样的，所不同的是珩齿使用的是珩磨轮。图2-7-17珩磨原理齿轮加工

珩齿2)珩齿特点：珩齿的特点在于，可以加工经过热处理后齿面淬硬了的齿轮；经珩齿后齿面表面粗糙度值Ra可达0.32～0.63μm，而且齿面上不会产生烧伤和裂痕；珩齿的生产率要比磨齿高出数倍；珩齿机具有较高的切削速度、较小的进给量和较高的刚度，因此加工精度也比较高。

齿轮加工

磨齿

磨齿加工适用于淬硬齿轮的精加工，是现有齿轮加工方法中加工精度最高的一种。其加工精度可达到IT4～T6级，表面粗糙度值Ra为0.2~0.8μm。磨齿对磨前齿轮误差或热处理变形具有较强的修整能力；缺点是生产率低、加工成本较高。齿轮的磨削方法通常分为成形法和展成法两大类。齿轮加工

磨齿

图2-7-18成形法磨齿1、成形法齿轮加工

磨齿2、展成法展成法磨齿采取强制啮合方式，不仅修正误差的能力强,而且可以加工表面硬度很高的齿轮。但磨齿加工效率较低，机床结构复杂,调整困难，加工成本高。展成法磨齿分为连续磨削和单齿分度磨削两大类。齿轮加工

磨齿2、展成法图2-7-19展成法磨齿齿轮加工实例磨削加工

齿轮加工实例

磨削加工

齿轮加工实例

（1）8级精度以下的齿轮:调质齿轮用滚齿或插齿就能满足要求。对于淬硬齿轮可采用滚(插)齿—齿端加工—齿面热处理—校正内孔的加工方案。

（2）6～7级精度齿轮:对于淬硬齿面的齿轮可采用滚(插)齿—齿端加工—剃齿—表面淬火—校正基准—珩磨(蜗杆砂轮磨齿)的加工方案。这种方案加工精度稳定，生产率高，适用于批量生产。

（3）5级以上精度齿轮:一般采用粗滚齿—精滚齿—表面淬火—找正基准—粗磨齿—精磨齿的加工方案。

该齿轮材料为45钢，精度等级为7级，齿廓粗糙度值Ra为0.8μm，齿部热处理要求为G52。因此对齿轮齿形的加工可以采用滚齿—齿端加工—剃齿—表面淬火—校正基准—珩磨(蜗杆砂轮磨齿)的加工方案。1、齿形