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1、四、齿轮刀具,第二节 金属切削刀具,第三章 机械加工工艺装备,齿轮滚刀,教学内容,四、齿轮刀具,插齿刀,齿轮刀具的种类,剃齿刀,教学要求：,（1）掌握滚刀的基本蜗杆、类型、结构及选用；（2）掌握插齿刀的类型及选用。,教学要求,四、齿轮刀具,滚刀、插齿刀的选用。,教学重点,教学重点：,四、齿轮刀具,齿形加工方法概述,齿形加工方法概述,1.无切削加工,铸造,2.切削加工,铣齿,热轧,冷挤,注塑,插齿,滚齿,剃齿,精度低，用于矿山机械和农用机械。,可轧制直齿、螺旋齿和人字齿的外圆柱齿轮、锥齿轮及链轮等。,精度高，适用于小模数齿轮的加工。,用于工程塑料齿轮的制造。,生产率高、材料消耗小、成本低,高精度
2、要求的齿轮加工的主要方法,材料消耗大、成本高,磨齿,四、齿轮刀具,齿形加工原理,按齿轮齿廓的成形原理不同，齿轮的切削加工可分为,成形法,展成法,齿形加工原理,成形法是利用与被加工齿轮齿槽法面截形相一致的刀具，在齿坯上逐个切出齿形。,1.成形法,（1）加工原理,常用的成形法加工齿轮的方法有,铣齿,拉齿,刨齿,成形法磨齿,齿形加工原理,指形齿轮铣刀铣齿,齿形加工原理,盘形齿轮铣刀铣齿,成形法铣齿,齿形加工原理,成形法铣齿,盘形齿轮铣刀铣齿,齿形加工原理,成形法铣齿的加工特点,（1）生产率低。一次只能加工齿轮的一个齿槽。加工完分度。（2）刀具机床结构简单。盘状成形齿轮铣刀，用在普通卧式铣床上铣齿。指
3、状成形齿轮铣刀，用在普通立式铣床上铣齿。（3）加工精度低。IT9IT12级，Ra 6.33.2m。,齿形加工原理,成形法铣齿的适用范围,（1）单件小批生产或修配中加工直齿圆柱齿轮；（2）修配中加工斜齿轮；（3）加工低精度的锥齿轮。,齿形加工原理,成形法磨齿,展成法是利用一对齿轮啮合的原理进行加工的，齿轮啮合副中的一个作为刀具，另一个作为工件，并强制刀具和工件做严格的啮合运动，在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐步包络出工件的齿形。,齿形加工原理,2.展成法,常用的展成法加工齿轮的方法有,滚齿,插齿,剃齿,珩齿,磨齿,齿形加工原理,滚齿,齿形加工原理,插齿,齿形加工原理,剃齿,齿形加工原理,磨齿,
4、蜗杆砂轮磨齿,蝶形砂轮磨齿,齿形加工原理,展成法加工齿形,加工特点：,（1）同一把刀具可加工同一模数、不同齿数的所有齿轮。（2）生产率高。连续分度，连续切削。（3）加工精度高。多用。,（一）齿轮刀具的种类,1.成形法齿轮刀具,齿轮刀具的种类,四、齿轮刀具,常用的成形法齿轮刀具,成形齿轮铣刀,齿轮拉刀,齿轮刨刀,成形磨齿砂轮,常用的是成形齿轮铣刀。,成形齿轮铣刀,盘形齿轮铣刀,指形齿轮铣刀,成形齿轮铣刀,加工模数m8mm的小齿轮,加工模数m8mm的大齿轮,齿轮刀具的种类,盘形齿轮铣刀,齿轮刀具的种类,指形齿轮铣刀,齿轮刀具的种类,8把一套的盘形齿轮铣刀刀号及加工齿数范围,每种刀号的齿轮铣刀刀齿形
5、状均按加工齿数范围中最少齿数的齿形设计。所以，在加工该范围内其它齿数的齿轮时，会有一定的齿形误差产生。,成形齿轮铣刀,齿轮刀具的种类,为减少刀具的数量，同一模数的齿轮铣刀按其所加工的齿数通常制成8把一套（精确的15把一套），每种铣刀用于加工一定齿数范围的一组齿轮。,2.展成法齿轮刀具,齿轮刀具的种类,常用的展成法齿轮刀具,齿轮滚刀,插齿刀,剃齿刀,齿轮滚刀相当于一个齿数少、螺旋角大的斜齿圆柱齿轮。其轮齿很长，可以绕轴几圈，因而成为蜗杆形状。滚刀的切削刃位于这个相当于斜齿圆柱齿轮的蜗杆螺旋面上，这个蜗杆就称之为齿轮滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆螺旋面的旋向不同，有右旋滚刀和左旋滚刀。,（二）齿轮滚刀,
6、1.滚刀的基本蜗杆,齿轮滚刀,齿轮滚刀可对直齿、斜齿圆柱齿轮进行粗或精加工，生产率较高，应用最广泛。,1前刀面 2顶刃 3、4侧刃5顶后刀面 6、7侧后刀面,1.滚刀的基本蜗杆,齿轮滚刀,1.滚刀的基本蜗杆,齿轮滚刀,理论上加工渐开线齿轮的滚刀的基本蜗杆是渐开线蜗杆，端面齿形是渐开线，齿侧表面为渐开螺旋面。但它的轴向齿形是曲线，所以在检验时比较困难，齿侧面铲齿时，轴向是曲线，因此，必须进行轴向铲齿，所以生产中很少用。实际上，生产中采用近似齿形滚刀。即：阿基米德蜗杆滚刀和法向直廓蜗杆滚刀。,1.滚刀的基本蜗杆,齿轮滚刀,阿基米德蜗杆的端面齿形为阿基米德螺旋线，轴剖面为直线，齿侧表面为阿基米德螺旋
7、面。易加工、多用。法向直廓蜗杆的端面齿形为延长渐开线法剖面齿形为直线。用近似齿轮滚刀切出的齿轮齿形，虽然理论上不是渐开线，但误差可控制很小，特别是阿基米德蜗杆滚刀多用。,整体式,镶齿式,2.滚刀的基本结构,1刀体；2刀片；3端盖,小模数滚刀,大模数滚刀,滚刀的两端面与滚刀轴线相垂直；滚刀孔径有平行于轴线的键槽，用来传递扭矩。,齿轮滚刀,齿轮滚刀,整体式滚刀,滚刀外径是一个很重要的结构尺寸，它直接影响其它结构参数的合理性、切削过程的平稳性、滚刀精度和耐用度、滚刀的制造工艺性和加工齿轮的表面质量。滚刀分为两大系列：大外径系列（型）和小外径系列（型）。前者用于高精度滚刀，后者用于普通精度滚刀。,3.
8、滚刀的几何参数,滚刀的几何参数有：外径、孔径、长度、头数、圆周齿数。,（1）齿轮滚刀的外径与孔径,齿轮滚刀,确定滚刀最小长度满足两个要求：一是能完整地包络出齿轮的齿廓；二是滚刀两端边缘的刀齿不应负荷过重。考虑下列因素对长度值进行修正：1）为了使两端不完整的刀齿不参加切削，应加长滚刀。2）为使滚刀磨损均匀，应考虑轴向窜刀所必需的长度增加量。3）轴台的长度是检验滚刀安装是否正确的基准，通常不小于45mm。,（2）齿轮滚刀的长度,齿轮滚刀,滚刀的螺纹头数对滚齿生产率和加工精度都有重要影响。采用多头滚刀时，参与切削的齿数增加，生产效率比单头滚刀高。但多头滚刀螺旋升角大，设计制造误差增加，铲磨时很难保证
9、精度，加之多头滚刀各螺纹之间存在分度误差，所以多头滚刀的加工精度较低，一般适用于粗加工。,（3）齿轮滚刀的头数,齿轮滚刀,圆周齿数影响切削过程的平稳性、齿面加工质量和滚刀的使用寿命。齿数增加，切削过程平稳，耐用度提高，齿背的宽度减少，滚刀的寿命缩短。通常，滚刀圆周齿数为916个。,（4）齿轮滚刀的圆周齿数,齿轮滚刀,滚刀按精密程度分为AAA级、AA级、A级、B级、C级，下表列出了滚刀精度等级与被加工齿轮精度等级的关系。,4.滚刀的精度,齿轮滚刀,为保证加工出齿形的正确性，滚刀在切削处的螺旋线方向与被加工齿轮齿槽方向一致。加工直齿圆柱齿轮时：,5.滚刀安装,滚刀分圆螺旋升角。,齿轮滚刀,加工螺旋
10、角为的斜齿圆柱齿轮时,旋向相同，取“-”；相反，取“+”。,滚刀与被加工齿轮旋向相同,滚刀与被加工齿轮旋向相反,被加工齿轮分圆螺旋角；滚刀分圆螺旋升角。,齿轮滚刀,5.滚刀安装,插齿刀也是一种主要的展成法齿轮刀具，它可以加工直齿轮、斜齿轮、多联齿轮、内齿轮、人字齿轮和齿条等。标准直齿插齿刀按其结构特点，可分为盘形、碗形和锥柄形三种类型，如下图所示。,（三）插齿刀,1.插齿刀的类型,插齿刀,插齿刀的类型,用于加工直齿外齿轮和大直径内齿轮。,a）盘形插齿刀,插齿刀,插齿刀的类型,用于加工多联齿轮和带凸肩的齿轮。,b）碗形插齿刀,插齿刀,插齿刀的类型,主要用于加工内齿轮。,c）锥柄插齿刀,插齿刀,插
11、齿刀的选用,插齿刀,（1）根据被插齿轮形状选类型。（2）插齿刀的参数应和被加工齿轮的参数一致。直齿插齿刀的模数、压力角应与被加工齿轮一致。斜齿插齿刀的法向模数、压力角应与被加工齿轮一致，旋向相反。（3）精度分为AA、A、B、C分别用于加要工6、7、8、9级精度的齿轮。（4）插齿刀各要素的公差均为所加工齿轮公差的1/3。,（四）剃齿刀,用于未淬硬的直齿、斜齿圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，是软齿面精加工最常见的加工方法。使用最多的剃齿刀是圆盘形。它的基本结构是齿侧开有许多切削刃的变位齿轮。,剃齿刀,剃齿刀,（四）剃齿刀,（四）剃齿刀,通用剃齿刀的制造精度分为A、B、C三级，分别用于加工精度为6、7、8级的齿轮；剃齿刀的螺旋角有150、100、50三种，150和50应用最广，150多用于加工直齿圆柱齿轮，50多用于加工斜齿轮和直齿双联齿轮。剃削齿轮前，需用专用的剃前滚刀或剃前插齿刀来加工齿形并留有剃削余量。剃齿刀寿命长、价格高，在成批大量生产中使用较多。,剃齿刀,思考题与习题,思考题与习题,第三节 插齿加工,1.常用的成形法齿轮刀具有哪几种？2.滚刀的基本蜗杆有哪几种？理论上能加工出正确渐开线齿形的是哪种？而实际中使用的是哪种？3.齿轮滚刀应如何安装和选用？4.常用的插齿刀有哪些类型?分别适用于什么场合？5.插齿刀应如何选用？,The End,
