1 滚齿
在滚齿机上用滚刀滚齿,滚刀和被加工齿轮按一定的速比转动,在齿轮锻件的端截面上连续加工出整圈的齿,滚刀沿着齿轮的轴心线方向进给,加工出全齿轮宽度的齿。滚刀相当于一个螺旋角很大的斜齿轮与被切齿轮作空间啮合,滚刀头数 z1相当于斜齿轮齿数;滚齿的啮合关系,也可比作蜗杆副的啮合,滚刀刃位于蜗杆的螺纹表面上,滚刀转一圈,被加工齿轮转z1/z圈。
滚齿机滚齿的滚刀主切削运动、齿形展成、分度、进给及差动等,是连续并同时进行的。加工斜齿轮锻件,滚刀的进给与螺旋导程相关,运动关系是:进给距离等于齿轮的螺旋导程时,差动使齿轮转一圈。一种滚刀可以加工模数相同,齿数、螺旋角和变位量不同的多种齿轮。极小的仪表齿轮和很大的重型矿山齿轮都可以滚齿,生产效率较高,加工齿节距误差较小,质量比较稳定。
2插齿
在插齿机上用插齿刀插齿,插齿刀和被加工齿轮按一定的速比转动,切出整圈齿轮的齿形、插齿刀的切削往复运动,切出全齿轮宽度的齿。
在插齿机上插齿,插齿刀与被加工齿轮的转动关系,犹如两个齿轮做无间隙的啮合。插齿分度和齿形展成加工是连续进行的。若插齿刀齿数是z1,插齿刀转一转,被加工齿轮转z1/z转。加工斜齿轮,插齿螺旋运动由螺旋套控制,被加工齿轮锻件的螺旋角β,由螺旋套导程长度L与插齿刀分圆直径d1决定
tamβ=d1/L
即被加工齿轮锻件的螺旋角等于插齿刀的螺旋角。
用插齿刀插齿,插齿啮合线长度与加工件齿数和插齿刀齿数z1有关,一把插齿刀不能满足加工模数相同,齿数和修正系数不同的各种齿轮需要,插齿刀只能在一定的加工齿数范围内通用。插齿是内齿轮、多联齿轮锻件的有效加工方法,广泛用于加工直齿轮,也可加工斜齿轮及人字齿轮,采取措施还可以加工齿条等。
3铣齿
铣齿属成形法加工齿轮,刀具的截形与被加工齿轮的齿槽形状相同,刀具沿齿轮锻件的齿槽方向进给,一个齿槽铣完,被加工齿轮分度后,再铣第二个齿槽,齿轮的齿节距由分度控制。铣斜齿轮,铣刀的进给运动配合被加工齿轮转动,运动关系是,进给距离等于被加工齿轮的导程时,被加工齿轮锻件转一转。由于齿轮的齿槽形状与齿轮的齿数、修正量、甚至齿厚公差有关,成形法铣齿难于实现刀具齿形与被加工齿轮齿槽都相同,实际上铣齿大都是近似齿形。大模数的齿轮,铣齿生产效率较高,铣齿广泛用于粗切齿。
(1)片(盘状)铣刀铣齿片铣刀铣齿,齿轮锻件的模数大小不受限制。用于大模数、大螺旋角、多齿数的齿轮粗铣齿,比普通滚刀粗切齿,生产效率可显著提高。
(2)指形刀铣齿指形刀铣齿,刀具制造比较简便,适用于较大模数的齿轮锻件粗精铣齿。可加工齿面中间,无退刀槽的人字齿轮。
4梳齿
在梳齿机上用梳齿刀梳齿,被加工齿轮锻件相对梳齿刀按一定的速比转动和移动,切出齿轮的齿形,梳齿刀的切削往复运动加工出全齿宽的齿,刀齿节距和被加工齿轮的分度保证齿轮的齿节距。
梳齿机加工齿轮,梳齿刀与被加工齿轮的运动关系,犹如齿条与齿轮的啮合,也可以比做插齿的特例,即插齿刀的齿数无限大,刀具分圆变成直线。梳齿刀加工齿轮,梳齿刀可以是一个或多个刀齿,展成运动是直线。由于梳刀的一个刀齿只能在工件上切出一个齿槽,而且梳刀齿数有限,不可能连续切出齿轮的所有齿槽,为此,在一次展成运动之后,必须返回展成运动的起始位置,分度之后,再做下一次的齿形展成运动。梳齿机加工斜齿轮,螺旋角靠梳刀溜板搬度,被加工齿轮锻件的螺旋角就是梳刀溜板搬转的角度。
梳齿机加工圆柱外齿轮锻件,加工特点和插齿机大致相同。梳齿刀的切削条件和刀具制造精度优于插齿刀,所以梳齿精度较高。
5磨齿
磨齿是齿轮锻件的精加工方法,用砂轮对齿面进行磨削,磨齿可以磨削齿面淬硬的齿轮,消除热处理变形,提高齿轮精度。
(1)锥形砂轮磨齿锻件被加工齿轮相对砂轮按一定速比相互转动和移动,磨出齿轮的齿形,砂轮的往复运动,加工出全齿宽的齿。齿轮的齿节距由分度保证。砂轮与被加工齿轮的运动关系,犹如齿条和齿轮的啮合,磨齿循环运动与梳齿机梳齿基本相同。
锥形砂轮的中间截面,形状与齿条的齿截面相同,磨齿时,砂轮锥面与齿面相切,接触只有一点,磨削直齿轮,可以做齿根和齿顶修形,以及磨鼓形齿等。
(2)碟形砂轮磨齿 砂轮形如碟子,用突起的砂轮边缘圆角或圆环磨齿,有0°和α°两种磨齿方法。
0°磨齿法,被加工齿轮的基圆相对砂轮做纯滚动,砂轮磨削点在齿轮的基圆切线上,磨齿的循环次序是:往返滚动磨削一次,磨出一个齿槽的一段齿面;被加工齿轮沿齿槽方向不断的进给,再滚动磨削第二段齿面,直到一个齿槽磨削完成,被加工齿轮分度后再磨第二个齿槽。磨齿时,齿面与砂轮的棱边圆角相切,形成凹圆弧线的包络齿面。这种磨齿方法,砂轮与齿面只有很短一段圆弧接触,便于对齿根和齿顶修形,以及磨鼓形齿。
α°磨齿法,用两片砂轮,砂轮的磨削面调整到相当于一片锥形砂轮的位置上。因此,磨齿运动与锥形砂轮磨齿运动几乎完全相同。碟形砂轮的磨削圆环面与齿面相切,接触是上下两段直线,即砂轮磨削圆环与齿面的相割线。上下两处的磨纹相互交叉,成网状磨纹。
(3)大平面砂轮磨齿 被加工齿轮锻件相对砂轮按一定速比移动和相互转动,磨出齿轮的一侧齿面,齿节距由被加工齿轮分度保证。
大平面砂轮磨齿,砂轮轴线与被加工齿轮的轴向位置固定不变,砂轮与被加工齿轮的运动关系,相当于齿条与齿轮一个侧齿面的啮合。砂轮与齿面相切,接触是直线,即砂轮与齿面长的相割线。因此,它只能磨齿面长度小于相割线的齿轮;一次磨削往复运动,磨出一个齿的一侧齿面,被加工齿轮分度后,再次磨削往复运动,磨出另一个齿的一侧齿面,齿轮的同侧齿面磨完之后,再磨另一侧齿面。
(4)蜗杆砂轮磨齿 砂轮和被加工齿轮锻件按一定的速比转动,在齿轮的端截面上磨出整圈的齿,砂轮沿齿槽方向进给,磨出全齿宽的齿。
蜗杆砂轮磨齿,机床的运动关系与滚齿相同。是以砂轮代替滚刀对淬硬齿轮精加工的方法,砂轮与被加工齿轮的磨削接触为点接触。
(5)渐开线包络环面蜗杆砂轮磨齿 砂轮和被加工齿轮按一定的速比转动,在齿轮的端截面上磨出整圈的齿形。
渐开线包络环面蜗杆砂轮磨齿,机床的运动关系与滚齿相同,砂轮的截面形状与被磨齿轮截面形状基本相同,砂轮与齿轮的磨削接触为线接触。
(6)成形砂轮磨齿 与片铣刀铣齿方法基本相同,即以砂轮代替成形铣刀。
6剃齿
在剃齿机上用剃齿刀剃齿,是齿轮锻件精加工的一种方法,剃齿刀相当于齿面上开了很多刃的斜齿轮。它带动被加工齿轮相对转动,如同交错轴齿轮啮合,靠齿面上的相对滑动,剃齿刀切去齿面上很薄的一层金属,完成齿轮锻件的精加工,剃齿机溜板的调整保证齿轮的齿向加工正确。剃齿精度受剃前齿加工的精度限制。
剃齿生产效率较高,适用于滚齿、插齿后的软齿面精加工。
7挤齿
挤齿是齿轮锻件精加工的一种方法,它用挤压轮对被加工齿轮的齿面进行挤压,提高齿轮的表面质量,挤齿适用于滚齿、插齿后的软齿面齿轮精加工。
8珩齿
珩齿是齿轮锻件精加工的一种方法,珩齿与剃齿的方法基本相同,即将剃齿刀换成形状相同的珩磨轮,靠齿面上的相对滑动,进行齿面抛光,被加工齿轮的齿面软硬均可。
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