机械制造基础ch09齿轮加工jg课件.ppt

1、第九章第九章 齿轮齿形加工齿轮齿形加工第一节第一节 齿形加工概述齿形加工概述第二节第二节 滚齿加工滚齿加工第三节第三节 插齿加工概述插齿加工概述第四节第四节 齿面精加工齿面精加工主要内容主要内容第一节第一节 齿形加工概述齿形加工概述图图9-1 各种齿轮图片各种齿轮图片第一节第一节 齿形加工概述齿形加工概述一、齿轮齿形加工方法一、齿轮齿形加工方法二、齿轮齿形形成原理二、齿轮齿形形成原理一、齿轮齿形加工方法一、齿轮齿形加工方法压力加工（无屑加工）压力加工（无屑加工）热轧热轧冷轧冷轧压铸压铸切削加工切削加工粉末冶金粉末冶金无屑加工无屑加工生产率高、材料消耗小、成本低，但生产率高、材料消耗小、成本低，

2、但加工精度还不够高。加工精度还不够高。切削加工切削加工制造齿轮更为普遍，加工精度较高制造齿轮更为普遍，加工精度较高的齿轮主要通过切削和磨削加工获得。的齿轮主要通过切削和磨削加工获得。特点：特点：齿形加工方法齿形加工方法刀具刀具机床机床精度精度等级等级应用范围应用范围成成形形法法一一般般加加工工成形成形法铣法铣齿齿指形铣指形铣刀刀铣床铣床8大模数齿轮（大模数齿轮（m2020）及人字齿轮）及人字齿轮盘形铣盘形铣刀刀铣床铣床10单件生产中，直齿及斜齿外齿轮单件生产中，直齿及斜齿外齿轮拉齿拉齿齿轮拉齿轮拉刀刀拉床拉床8大量生产中，加工直齿内齿轮大量生产中，加工直齿内齿轮精加精加工工成形法成形法磨齿磨齿

3、成形砂成形砂轮轮磨齿机磨齿机56成批生产，精加工淬火后的齿轮成批生产，精加工淬火后的齿轮展展 成成 法法 一一般般滚齿滚齿滚刀滚刀滚齿机滚齿机78成批生产中的直齿及斜齿外齿轮成批生产中的直齿及斜齿外齿轮插齿插齿插齿刀插齿刀插齿机插齿机78成批生产适于加工内齿、多联齿轮成批生产适于加工内齿、多联齿轮扇形齿轮等扇形齿轮等精精加加工工剃齿剃齿剃齿刀剃齿刀剃齿机剃齿机6滚插预加工后，淬火前的精加工滚插预加工后，淬火前的精加工珩齿珩齿珩磨轮珩磨轮珩齿机珩齿机67加工剃齿和高频淬火后的齿形加工剃齿和高频淬火后的齿形磨齿磨齿盘形砂盘形砂轮轮磨齿机磨齿机36精加工淬火后的齿形精加工淬火后的齿形,生产率高生产率

4、高蜗杆砂蜗杆砂轮轮磨齿机磨齿机36精加工淬火后的齿形精加工淬火后的齿形,生产率高生产率高无屑无屑加工加工冷挤齿冷挤齿轮轮挤轮挤轮挤齿机挤齿机67生产率比剃齿高，成本低，用于淬生产率比剃齿高，成本低，用于淬硬前的精加工硬前的精加工表表9-1 常见的齿形加工方法常见的齿形加工方法1、铣齿加工、铣齿加工 2、滚齿加工、滚齿加工3、插齿加工、插齿加工4、剃齿加工、剃齿加工 5、珩齿加工、珩齿加工6、磨齿加工、磨齿加工常用加工方法常用加工方法成形法成形法范成法（展成法）范成法（展成法）二、齿轮齿形形成原理二、齿轮齿形形成原理1、成形法：、成形法：使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽使用切削刃形状与被切齿轮的齿

5、槽法面截形完全相符的成形刀具切出齿形的方法。法面截形完全相符的成形刀具切出齿形的方法。一、齿轮齿形形成原理一、齿轮齿形形成原理铣齿录像1）形成母线）形成母线渐开线渐开线成形法，不需成形运动成形法，不需成形运动2）形成导线）形成导线直线或螺旋线直线或螺旋线相切法，需相切法，需2个成形运动（刀具的旋转及个成形运动（刀具的旋转及轨迹运动）轨迹运动）1、成形法加工所需的运动、成形法加工所需的运动2、成形法加工的刀具、成形法加工的刀具 a）盘铣刀盘铣刀 b）指指状状铣刀铣刀适用于加工模数小于适用于加工模数小于8的齿轮的齿轮 适用于加工模数适用于加工模数较大的齿轮较大的齿轮 成形法加工的刀具成形法加工的刀

6、具铣刀号数铣刀号数1 12 23 34 45 56 67 78 8加工齿加工齿数范围数范围121314161720212526343554 55135 135以上以上表表9-2 盘形铣刀刀号盘形铣刀刀号及加工齿数范围及加工齿数范围 铣刀的齿形曲线按所加工齿数范围中铣刀的齿形曲线按所加工齿数范围中最小齿数最小齿数设计，故加工该范围内其它齿数设计，故加工该范围内其它齿数的齿轮时齿形时有误差，且随着模数增大的齿轮时齿形时有误差，且随着模数增大误差增大。误差增大。成形法加工精度较低，生产率不高。但是成形法加工精度较低，生产率不高。但是不需要专用机床，设备费用低，且不会出现根不需要专用机床，设备费用低，

7、且不会出现根切现象。切现象。4、成形法加工的用途、成形法加工的用途3、成形法加工的特点、成形法加工的特点 适用于单件小批生产加工精度为适用于单件小批生产加工精度为 912 级，级，表面粗糙度表面粗糙度Ra6.33.2的齿轮齿形的加工。的齿轮齿形的加工。（二）范成法（二）范成法 利用齿轮啮合的原理形成齿形。即把齿轮啮合副（齿利用齿轮啮合的原理形成齿形。即把齿轮啮合副（齿条条-齿轮、齿轮齿轮、齿轮-齿轮）中的一个转化为刀具，另一个转齿轮）中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动，刀具齿化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动，刀具齿形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。

8、形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等都属于范成法切齿。滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等都属于范成法切齿。1）形成母线）形成母线渐开线渐开线范成法，范成法，1个范成运动个范成运动2）形成导线）形成导线直线或螺旋线直线或螺旋线相切法，相切法，2个成形运动（刀具的旋转及轨个成形运动（刀具的旋转及轨迹运动）迹运动）1、范成法加工所需的运动、范成法加工所需的运动齿轮滚刀齿轮滚刀2、齿轮滚刀齿轮滚刀滚刀滚刀刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的齿廓，与被切齿轮的齿数无关，因此可齿廓，与被切齿轮的齿数无关，因此可以用一把刀具加工出同一模数和齿形角、以用

9、一把刀具加工出同一模数和齿形角、任意齿数的齿轮。任意齿数的齿轮。范成法加工刀具的特点范成法加工刀具的特点3、范成法加工的特点、范成法加工的特点精度较高、生产率较高；需专门齿轮机精度较高、生产率较高；需专门齿轮机床，且机床的调整、刀具的制造和刃磨床，且机床的调整、刀具的制造和刃磨较复杂。较复杂。一般用于一般用于成批大量生产成批大量生产。第二节第二节 滚齿加工滚齿加工 属于属于范成法加工范成法加工，其原理相当于一，其原理相当于一对交错轴螺旋齿轮的啮合传动。对交错轴螺旋齿轮的啮合传动。1、主运动：滚刀的旋转运动、主运动：滚刀的旋转运动 2、范成运动：滚刀、范成运动：滚刀工件工件 3、进给运动：滚刀架

10、的直线运动、进给运动：滚刀架的直线运动 4、附加运动：滚刀架、附加运动：滚刀架工件工件 一、滚齿原理及运动一、滚齿原理及运动滚齿加工滚齿加工1、适应性好，、适应性好，应用广泛；应用广泛；2、生产率高；、生产率高；3、齿廓表面粗糙度较大；、齿廓表面粗糙度较大；4、主要用于、主要用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，不能加工内齿轮和多联齿轮。不能加工内齿轮和多联齿轮。二、滚齿加工的特点及应用二、滚齿加工的特点及应用三、三、Y3150E滚齿机滚齿机工件最大直径：工件最大直径：500mm；最大模数；最大模数8mm主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮径向切

11、入法加工蜗轮径向切入法加工蜗轮切向切入法加工蜗轮（配备切向进给刀架）切向切入法加工蜗轮（配备切向进给刀架）qm052图图9-10 Y3150E型滚齿机外形型滚齿机外形1-床身床身2-立柱立柱3-刀架溜板刀架溜板 4-刀杆刀杆5-刀架体刀架体 6-支架支架 7-心轴心轴 8-后立柱后立柱 9-工作台工作台10-床鞍床鞍进入进入Y3150E型型滚齿机滚齿机图图9-7 滚齿加工传动原理图滚齿加工传动原理图（一）主运动传动链（一）主运动传动链（二）范成运动传动链（二）范成运动传动链（三）垂直进给运动传动链（三）垂直进给运动传动链（四）差动运动传动链（四）差动运动传动链（四）滚刀的安装（四）滚刀的安装滚

12、刀螺旋方向必须与被切齿轮齿形线方向一致。滚刀螺旋方向必须与被切齿轮齿形线方向一致。安装角安装角 ：滚刀轴线与被切齿轮端面之间的角度。滚刀轴线与被切齿轮端面之间的角度。（四）滚刀的安装（四）滚刀的安装同向相减，异向相加同向相减，异向相加 加工直齿圆柱齿轮：加工直齿圆柱齿轮：加工斜齿圆柱齿轮：加工斜齿圆柱齿轮：本节结束安装角安装角滚刀螺旋升角滚刀螺旋升角被切齿轮螺旋角被切齿轮螺旋角主要用于加工圆柱齿轮、扇形齿轮、人主要用于加工圆柱齿轮、扇形齿轮、人字齿轮及齿条等，尤其适于加工内齿轮和字齿轮及齿条等，尤其适于加工内齿轮和多联齿轮。多联齿轮。插齿可一次完成齿槽的粗加工和半精加插齿可一次完成齿槽的粗加工

13、和半精加工，其加工精度一般为工，其加工精度一般为87级，表面粗糙度级，表面粗糙度值为值为Ra1.6。生产率低，不能加工蜗轮。生产率低，不能加工蜗轮。第三节第三节 插齿加工概述插齿加工概述插齿加工插齿加工按按范成原理范成原理加工齿轮，插齿过程，相当加工齿轮，插齿过程，相当于一对轴线平行的圆柱齿轮的啮合过程。于一对轴线平行的圆柱齿轮的啮合过程。一、插齿原理一、插齿原理二、插齿运动二、插齿运动主运动：主运动：插齿刀主轴往复直线运动；插齿刀主轴往复直线运动；圆周进给运动：圆周进给运动：插齿刀主轴旋转运动；插齿刀主轴旋转运动；范成运动：范成运动：插齿刀主轴工作台；插齿刀主轴工作台；径向切入运动：径向切入

14、运动：插齿刀插齿刀让刀运动：让刀运动：插齿刀插齿刀（2）碗形直齿插齿刀）碗形直齿插齿刀二、标准直齿插齿刀：二、标准直齿插齿刀：（1）盘形插齿刀）盘形插齿刀（3）锥柄插齿刀）锥柄插齿刀标准直齿插齿刀的类型：标准直齿插齿刀的类型：用途：用途：主要用于加工主要用于加工外直齿轮及大直径内齿轮外直齿轮及大直径内齿轮。加工。加工模数为模数为112mm。（1）盘形插齿刀）盘形插齿刀（2）碗形直齿插齿刀）碗形直齿插齿刀用途：用途：主要用于加工主要用于加工多联齿轮和带有凸肩的齿轮多联齿轮和带有凸肩的齿轮。加。加工模数为工模数为18mm。（3）锥柄插齿刀）锥柄插齿刀用途：用途：主要用于加工主要用于加工内齿轮内齿轮

15、。加工模数为加工模数为13.75mm。本节结束对于对于6级精度以上的齿轮或者淬火后的硬齿面级精度以上的齿轮或者淬火后的硬齿面的加工，插齿和滚齿有时已不能满足其精度和的加工，插齿和滚齿有时已不能满足其精度和表面粗糙度的要求，因此要在表面粗糙度的要求，因此要在滚齿或插齿后再滚齿或插齿后再进行齿面的精加工进行齿面的精加工。常用的齿面精加工方法有常用的齿面精加工方法有剃齿、珩齿、磨齿、剃齿、珩齿、磨齿、研齿研齿等。等。第四节第四节 齿面精加工齿面精加工齿面精加工录像本章结束剃齿加工剃齿加工磨磨 齿齿 加加 工工本章总结本章总结#齿形加工方法：齿形加工方法：#齿形加工原理：成形法、范成法齿形加工原理：成形法、范成法#滚齿加工（滚齿加工（Y3150E滚齿机）：滚齿机）：主运动传动链；范成运动传动链；主运动传动链；范成运动传动链；垂直进给运动传动链；差动运动传动链垂直进给运动传动链；差动运动传动链#插齿加工插齿加工#齿面精加工：剃齿、磨齿、珩齿齿面精加工：剃齿、磨齿、珩齿认真复习、预习认真复习、预习独立完成作业独立完成作业祝学习愉快祝学习愉快