1、1.1.齿轮切齿加工原理齿轮切齿加工原理 齿轮切齿加工按其原齿轮切齿加工按其原理可分为成形法（仿形法）理可分为成形法（仿形法）和展成法（范成法）两类。和展成法（范成法）两类。1 1）成形法）成形法 成形法加工是用成形成形法加工是用成形刀具直接切出齿形。刀具直接切出齿形。常用的成形刀具有盘常用的成形刀具有盘形铣刀和指形铣刀，如图形铣刀和指形铣刀，如图所示。所示。圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工常用的成形刀具常用的成形刀具11铣刀；铣刀；22工件工件2 2）展成法）展成法 展成法加工是利用一对齿轮啮合时，其共轭齿廓互为包络线展成法加工是利用一对齿轮啮合时，其共轭齿廓互为包络线的原理来切齿的，即把齿轮啮合副
2、（齿轮的原理来切齿的，即把齿轮啮合副（齿轮齿条、齿轮齿条、齿轮齿轮）齿轮）中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和齿坯做中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和齿坯做严格的啮合运动而切出齿廓。展成法的加工精度和生产率较高，严格的啮合运动而切出齿廓。展成法的加工精度和生产率较高，在齿轮加工中应用最广。在齿轮加工中应用最广。展成法加工的刀具切削刃与被切齿轮的齿数无关。因此，只展成法加工的刀具切削刃与被切齿轮的齿数无关。因此，只需一把刀具就可以加工模数相同而齿数不同的齿轮。用展成法切需一把刀具就可以加工模数相同而齿数不同的齿轮。用展成法切齿的常用刀具有齿轮滚刀、齿轮插刀、齿条插刀
3、、剃齿刀、砂轮齿的常用刀具有齿轮滚刀、齿轮插刀、齿条插刀、剃齿刀、砂轮等。等。在金属切削机床中，用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿在金属切削机床中，用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床，其种类繁多，主要有滚齿机、插齿机、剃齿机、珩轮加工机床，其种类繁多，主要有滚齿机、插齿机、剃齿机、珩齿机和磨齿机等。齿机和磨齿机等。1.1 1.1 滚齿加工滚齿加工 在滚齿机上用滚刀按展成法原理加工齿轮的方法称为滚齿加工。在滚齿机上用滚刀按展成法原理加工齿轮的方法称为滚齿加工。1.1.滚齿加工原理及其应用滚齿加工原理及其应用 滚齿加工原理是由一对交错螺旋齿轮啮合演化而来的，如图（滚齿加工原理是由一对交错
4、螺旋齿轮啮合演化而来的，如图（a a）所示。若其中一个螺旋齿轮齿数极少（通常齿数为所示。若其中一个螺旋齿轮齿数极少（通常齿数为1 1），则这个螺旋齿），则这个螺旋齿轮便成了蜗杆形状，如图（轮便成了蜗杆形状，如图（b b）所示。若在这个蜗杆形螺旋齿轮的圆柱）所示。若在这个蜗杆形螺旋齿轮的圆柱面上开槽，加以铲背、淬火及刃磨出前、后刀面，则就得到了齿轮滚面上开槽，加以铲背、淬火及刃磨出前、后刀面，则就得到了齿轮滚刀，如图（刀，如图（c c）所示。）所示。滚齿加工原理滚齿加工原理2.Y3150E2.Y3150E型滚齿机型滚齿机 如图所示为如图所示为Y3150EY3150E型滚齿机。型滚齿机。它由床身、
5、立柱、刀架溜板、滚刀它由床身、立柱、刀架溜板、滚刀架、后立柱和工作台等组成。立柱架、后立柱和工作台等组成。立柱2 2固定在床身固定在床身1 1上，刀架溜板上，刀架溜板3 3带动带动滚刀架滚刀架5 5可沿立柱可沿立柱2 2的导轨上下移动，的导轨上下移动，滚刀架滚刀架5 5安装在刀架溜板安装在刀架溜板3 3上，滚刀上，滚刀架架5 5连同滚刀一起可沿刀架溜板连同滚刀一起可沿刀架溜板3 3的的圆形导轨调整安装角度。滚刀安装圆形导轨调整安装角度。滚刀安装在刀杆在刀杆4 4上做旋转运动。工件安装上做旋转运动。工件安装在工作台在工作台9 9的心轴的心轴7 7上，随同工作台上，随同工作台9 9一起转动。后立柱
6、一起转动。后立柱8 8和工作台和工作台9 9一一起装在床鞍起装在床鞍1010上，可沿滚齿机水平上，可沿滚齿机水平导轨移动，用于调整工件的径向位导轨移动，用于调整工件的径向位置或做径向进给运动。置或做径向进给运动。Y3150EY3150E型滚齿机型滚齿机11床身；床身；22立柱；立柱；33刀架溜板；刀架溜板；44刀杆；刀杆；55滚刀架；滚刀架；66支架；支架；77心轴；心轴；88后立柱；后立柱；99工作工作台；台；1010床鞍床鞍3.3.直齿圆柱齿轮加工的传动原理直齿圆柱齿轮加工的传动原理 加工直齿圆柱齿轮除需要滚加工直齿圆柱齿轮除需要滚刀旋转与工件旋转复合而成的展刀旋转与工件旋转复合而成的展成
7、运动外，还需要滚刀旋转的主成运动外，还需要滚刀旋转的主运动，以及滚刀沿工件轴线方向运动，以及滚刀沿工件轴线方向的进给运动。因此，滚齿机的传的进给运动。因此，滚齿机的传动主要由主运动传动链、展成运动主要由主运动传动链、展成运动传动链、轴向进给运动传动链动传动链、轴向进给运动传动链组成，如图所示。如果是加工斜组成，如图所示。如果是加工斜齿轮，还得有一个附加运动传动齿轮，还得有一个附加运动传动链。链。滚齿轮传动原理和传动链滚齿轮传动原理和传动链4.4.滚刀滚刀 滚刀是加工外啮合直齿、斜齿圆柱齿轮时最常用的刀具。其外形滚刀是加工外啮合直齿、斜齿圆柱齿轮时最常用的刀具。其外形呈蜗杆状，如图所示，是一种粗
8、加工和半精加工的切齿刀具。加工时，呈蜗杆状，如图所示，是一种粗加工和半精加工的切齿刀具。加工时，滚刀除做旋转主运动外，还沿工件轴线方向移动以切出全部齿宽。模滚刀除做旋转主运动外，还沿工件轴线方向移动以切出全部齿宽。模数为数为1 110 10 mm的标准齿轮滚刀一般用高速钢整体制造，大模数的滚的标准齿轮滚刀一般用高速钢整体制造，大模数的滚刀一般采用镶齿式。刀一般采用镶齿式。滚刀及滚齿运动滚刀及滚齿运动1.2 1.2 插齿加工插齿加工 在插齿机上用插齿刀按展成法原理加工齿轮的方法称为插齿在插齿机上用插齿刀按展成法原理加工齿轮的方法称为插齿加工。加工。1.1.插齿加工原理及其运动插齿加工原理及其运动
9、 插齿加工是采用一对平行轴的圆柱齿轮相啮合的原理进行加插齿加工是采用一对平行轴的圆柱齿轮相啮合的原理进行加工的。其中一个齿轮作为工件，另一个齿轮变为齿轮形的插齿刀，工的。其中一个齿轮作为工件，另一个齿轮变为齿轮形的插齿刀，它的模数和压力角与被加工齿轮相同，且磨出前、后刀角以形成它的模数和压力角与被加工齿轮相同，且磨出前、后刀角以形成切削刃，通过无间隙的啮合运动将工件加工出齿形，如图所示。切削刃，通过无间隙的啮合运动将工件加工出齿形，如图所示。插齿加工原理插齿加工原理 如图所示，插齿加工的主要运动有以下如图所示，插齿加工的主要运动有以下几种：几种：（1 1）主运动。主运动是指插齿刀的往复）主运动
10、。主运动是指插齿刀的往复直线运动，即切削运动。直线运动，即切削运动。（2 2）展成运动。展成运动是指插齿刀的）展成运动。展成运动是指插齿刀的转动和被切齿轮的转动，两者间应严格保证转动和被切齿轮的转动，两者间应严格保证啮合关系。啮合关系。（3 3）径向进给运动。径向进给运动是指）径向进给运动。径向进给运动是指插齿时，插齿刀不能一开始就切到轮齿的全插齿时，插齿刀不能一开始就切到轮齿的全齿深，需要逐渐切入，因此，插齿刀在做展齿深，需要逐渐切入，因此，插齿刀在做展成运动的同时，要沿工件的半径方向做进给成运动的同时，要沿工件的半径方向做进给运动。运动。（4 4）让刀运动。让刀运动是指为了避免）让刀运动。
11、让刀运动是指为了避免插齿刀在返程时，刀齿的后刀面与齿面发生插齿刀在返程时，刀齿的后刀面与齿面发生摩擦，在插齿刀返回时工件要让开一些，而摩擦，在插齿刀返回时工件要让开一些，而当插齿刀处于工作行程时工件又恢复原位。当插齿刀处于工作行程时工件又恢复原位。插齿加工的主要运动插齿加工的主要运动插齿和滚齿的加工精度相插齿和滚齿的加工精度相当。插齿刀结构简单，制当。插齿刀结构简单，制造刃磨方便，加工精度较造刃磨方便，加工精度较高，但插齿机较复杂，增高，但插齿机较复杂，增加了传动误差。加了传动误差。插齿加工的齿面粗糙度小。插齿加工的齿面粗糙度小。插齿加工的生产率比滚齿加插齿加工的生产率比滚齿加工低。工低。2.
12、2.插齿加工的特点及应用插齿加工的特点及应用插齿加工与滚齿加工相比有以下特点：插齿加工与滚齿加工相比有以下特点：3.3.插齿刀插齿刀 插齿刀本质上是一个具有切削刃的渐开线圆柱齿轮。直齿插插齿刀本质上是一个具有切削刃的渐开线圆柱齿轮。直齿插齿刀有盘形、碗形和带锥柄三种结构类型，如图所示。齿刀有盘形、碗形和带锥柄三种结构类型，如图所示。直齿插齿刀直齿插齿刀1.3 1.3 齿轮精加工简介齿轮精加工简介1.1.剃齿加工剃齿加工 剃齿加工在原理上属于展成法加工，是应用一对交错轴斜齿剃齿加工在原理上属于展成法加工，是应用一对交错轴斜齿轮啮合时齿面间存在着相对滑动的原理来工作的。剃齿加工所用轮啮合时齿面间存
13、在着相对滑动的原理来工作的。剃齿加工所用的刀具是剃齿刀，其外形很像一个在齿面上开有许多容屑槽的斜的刀具是剃齿刀，其外形很像一个在齿面上开有许多容屑槽的斜齿圆柱齿轮，如图所示。齿圆柱齿轮，如图所示。剃齿刀剃齿刀 剃齿时，经过预加工的工剃齿时，经过预加工的工件装在心轴上，顶在剃齿机工件装在心轴上，顶在剃齿机工作台的两顶尖间，可以自由转作台的两顶尖间，可以自由转动。剃齿刀装在机床的主轴上，动。剃齿刀装在机床的主轴上，如图所示。工件由剃齿刀带动如图所示。工件由剃齿刀带动旋转，时而正转，时而反转。旋转，时而正转，时而反转。剃齿刀正转时，剃削齿轮的一剃齿刀正转时，剃削齿轮的一个侧面；剃齿刀反转时，剃削个侧
14、面；剃齿刀反转时，剃削齿轮的另一个侧面，依靠刀齿齿轮的另一个侧面，依靠刀齿和工件之间的相对滑动，从工和工件之间的相对滑动，从工件齿面上切除极薄的切屑。件齿面上切除极薄的切屑。剃齿加工剃齿加工剃齿加工效率高，生产成剃齿加工效率高，生产成本低。本低。剃齿加工对齿轮齿形误差有剃齿加工对齿轮齿形误差有较强的修正能力，剃齿加工较强的修正能力，剃齿加工精度主要取决于剃齿刀。精度主要取决于剃齿刀。剃齿加工不能修正分齿误差。剃齿加工不能修正分齿误差。剃齿加工的特点如下：剃齿加工的特点如下：2.2.珩齿加工珩齿加工 珩齿与剃齿的加工原理相同，只不过是不用剃齿刀，而珩齿与剃齿的加工原理相同，只不过是不用剃齿刀，而
15、用珩磨轮。珩磨轮是一个含有磨料的塑料螺旋齿轮，可视为用珩磨轮。珩磨轮是一个含有磨料的塑料螺旋齿轮，可视为具有切削能力的斜齿轮，能在工件表面上切除一层很薄的金具有切削能力的斜齿轮，能在工件表面上切除一层很薄的金属，使齿面粗糙度减小到属，使齿面粗糙度减小到Ra0.80.4 m。3.3.磨齿加工磨齿加工 磨齿加工是在磨齿机上用砂轮进行齿轮加工的方法。磨磨齿加工是在磨齿机上用砂轮进行齿轮加工的方法。磨齿有成形法和展成法两种。成形法磨齿的砂轮截面形状与被齿有成形法和展成法两种。成形法磨齿的砂轮截面形状与被磨齿轮的齿槽一致，磨齿时与盘形铣刀铣齿相似。展成法磨磨齿轮的齿槽一致，磨齿时与盘形铣刀铣齿相似。展成法磨齿是根据齿轮、齿条的啮合原理来进行加工的。根据砂轮形齿是根据齿轮、齿条的啮合原理来进行加工的。根据砂轮形状不同，可分为碟形砂轮磨齿、锥形砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨状不同，可分为碟形砂轮磨齿、锥形砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿。每磨完一个齿后，工件必须分度才能磨下一个齿，如此齿。每磨完一个齿后，工件必须分度才能磨下一个齿，如此进行下去，直至磨完全部轮齿。进行下去，直至磨完全部轮齿。
