齒輪加工刀具

1、1第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具1 齒輪加工方法：齒輪傳動：機(jī)械傳動中最重要、最常用的一種傳動副齒輪加工精度：直接影響機(jī)械的傳動精度、平穩(wěn)性、振動、噪音等按成型原理分： 成型法 展成法2第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具一 成型法 刀具刃形按齒輪齒槽形狀和尺寸設(shè)計 加工精度取決于刃形精度 常用刀具：齒輪銑刀、拉刀（加工內(nèi)齒輪） 齒輪銑刀：盤銑刀：中、小模數(shù)，m 103第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具齒輪銑刀：齒輪齒廓形狀不僅與m有關(guān)，還與z有關(guān)：齒數(shù)z越小，基圓半徑越小，漸開線曲率半徑越小因此，嚴(yán)格來講，相同模數(shù)，不同齒數(shù)的齒輪所用的刀具是不一樣的為減少刀具規(guī)格，標(biāo)準(zhǔn)齒輪銑刀

2、成套制造： m=0.88 ，8把一套 m=916，15把一套4第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具齒輪銑刀：每把刀加工一定的齒數(shù)范圍（見下表）：刀具廓形按該齒數(shù)范圍內(nèi)的最小齒輪齒廓設(shè)計在加工其他齒數(shù)的齒輪時，會產(chǎn)生誤差： 齒頂、齒根變薄這種誤差是允許的成型銑刀加工齒輪，還會產(chǎn)生分度誤差成型銑刀加工齒輪，還會產(chǎn)生分度誤差周節(jié)累計誤差，影響傳動精度周節(jié)累計誤差，影響傳動精度5第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具2 展成法（范成法、包絡(luò)法） 刀具齒廓的包絡(luò)線（面）形成工件（齒輪）廓形 常用刀具：插齒刀、滾刀、剃齒刀 精度高，生產(chǎn)率高6第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具二 插齒原理與插齒刀：1

3、 插齒原理：模擬一對軸線平行的圓柱齒輪的嚙合（展成法） 屬于平面嚙合：嚙合可用端面齒形來代替 插齒刀：與被加工齒輪有相同的模數(shù)、壓力角（產(chǎn)形齒輪） 7第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具2 插齒時的運動：主運動：插齒刀上下往復(fù)運動圓周進(jìn)給運動：保證嚴(yán)格的傳動比 圓周進(jìn)給量：分圓弧長/往復(fù)一次（徑向）切入運動：逐漸切到全齒深 在切到全齒深后，要使工件再轉(zhuǎn)一圈 以保證所有齒都加工到全齒深 徑向進(jìn)給量：切入深度/往復(fù)一次讓刀運動：空行程時，為避免與工件摩擦和 干涉，工作臺有讓刀運動8第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具3 插齒刀的種類：（1）按結(jié)構(gòu)分： 盤形插齒刀：加工外齒輪或大直徑內(nèi)齒輪，應(yīng)用

4、最多 碗形插齒刀：加工帶臺階或階梯的內(nèi)、外齒輪 錐柄插齒刀：加工小直徑內(nèi)齒輪9第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具3 插齒刀的種類：（2）按加工對象分：直齒插齒刀、斜齒插齒刀、人字齒插齒刀內(nèi)插齒刀、外插齒刀剃前插齒刀：留剃量磨前插齒刀：留磨量（3）按加工精度分：AA級加工6級齒輪A級加工7級齒輪B級加工8級齒輪10第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具4 插齒刀的后刀面及后角（1）對理想插齒刀的要求：有正確的漸開線齒形有前、后角有一定的重磨次數(shù)（壽命）刀具重磨后仍能加工出正確的工件齒形（2）插齒刀的后角及插齒刀的本質(zhì)： 由、，插齒刀可以做成一個齒輪 刀刃：1條頂刃、2條側(cè)刃11第七章第七章

5、齒輪加工刀具齒輪加工刀具頂刃后角p： 為形成頂刃后角，將頂后刀面磨成一外圓錐面但：但： 重磨后齒高減小，使被加工齒輪齒高重磨后齒高減小，使被加工齒輪齒高 減小減小影響嚙合，不允許影響嚙合，不允許 側(cè)刃無后角側(cè)刃無后角為保證重磨后插齒刀齒高不變，則齒根為保證重磨后插齒刀齒高不變，則齒根也要傾斜同樣角度也要傾斜同樣角度 g= p12第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具為形成側(cè)刃后角c，使圓柱剖面內(nèi)的齒厚逐漸變小 重磨后：重磨后：齒頂、齒根直徑變小齒頂、齒根直徑變小但但m、 、Z不變不變所以：所以：重磨后的齒形應(yīng)為重重磨后的齒形應(yīng)為重磨前齒形的變位齒形磨前齒形的變位齒形即：即：插齒刀各端剖面內(nèi)的插

6、齒刀各端剖面內(nèi)的齒形，相當(dāng)于齒形，相當(dāng)于m、 、Z相同而變位系數(shù)不相同而變位系數(shù)不同的一系列變位齒輪同的一系列變位齒輪13第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具原始剖面：原始剖面：O-OO-O 變位系數(shù)：變位系數(shù)：x =0=0 分圓半徑、齒厚、分圓半徑、齒厚、齒頂半徑、齒根半徑齒頂半徑、齒根半徑等均為標(biāo)準(zhǔn)值等均為標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)-AA-A剖面：剖面： 正變位正變位xm000tantancbbmxbmxpp所以：所以：x 隨隨b0線性變化線性變化O-OO-O剖面以前（下）：剖面以前（下）：正變位；正變位；O-OO-O剖面以后（上）：剖面以后（上）：負(fù)變位；負(fù)變位；14第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀

7、具插齒刀的本質(zhì)：插齒刀的本質(zhì)： 各端剖面內(nèi)是基圓相同，而變位系數(shù)成線性變化的變位齒輪 xm15第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具（3 3）插齒刀的側(cè)刃后角及側(cè)后刀面）插齒刀的側(cè)刃后角及側(cè)后刀面 側(cè)后刀面 0s0s如圖，作刀齒的如圖，作刀齒的分圓分圓柱面柱面展開圖展開圖0100000tantan22tan222bcmcbxmsssxmmsms齒厚隨齒厚隨b0 0線性變化線性變化16第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具0s0s齒厚隨齒厚隨b0 0線性變化線性變化齒側(cè)面與分圓柱面的齒側(cè)面與分圓柱面的交線在展開圖上成斜交線在展開圖上成斜直線直線卷成圓柱面，斜直線卷成圓柱面，斜直線成螺旋線成螺旋線

8、所以：所以：插齒刀的分圓柱面與齒插齒刀的分圓柱面與齒側(cè)面的交線為螺旋線側(cè)面的交線為螺旋線左右側(cè)面螺旋方向相反左右側(cè)面螺旋方向相反所以：所以：插齒刀的齒側(cè)面為插齒刀的齒側(cè)面為漸開螺旋面漸開螺旋面 漸開螺旋面：漸開螺旋面：斷面截形為漸開線的螺旋面斷面截形為漸開線的螺旋面 左側(cè)面：左側(cè)面：右旋；右旋；右側(cè)面：右側(cè)面：左旋左旋17第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具漸開螺旋面的形成：漸開螺旋面的形成：0bbrABCDFEFE梯形梯形ABCDABCD與基圓柱保持純滾動，其與基圓柱保持純滾動，其斜邊斜邊ABAB的軌跡，便為漸開螺旋面的軌跡，便為漸開螺旋面直線直線ABAB與基圓柱軸線的夾角便為漸與基圓柱軸

9、線的夾角便為漸開螺旋面的開螺旋面的基圓柱螺旋角基圓柱螺旋角b0平面平面ABCDABCD即為漸開螺旋面的即為漸開螺旋面的法平面法平面18第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具插齒刀漸開螺旋面的分圓螺旋角：插齒刀漸開螺旋面的分圓螺旋角：tantantantantan2tan00000ppbxmbxmbs0s0s19第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具側(cè)刃后角側(cè)刃后角c：0bbrABCDFEFE主剖面：主剖面：P P0 0平面平面ABCDABCD即即是主平面是主平面由右圖可以看出，由右圖可以看出，側(cè)刃上任意一點側(cè)刃上任意一點B B的的后角均為后角均為 b0b0插齒刀任意點的側(cè)刃后角在側(cè)刃的主剖面內(nèi)

10、測量，插齒刀任意點的側(cè)刃后角在側(cè)刃的主剖面內(nèi)測量，側(cè)刃各側(cè)刃各點處的側(cè)刃后角點處的側(cè)刃后角相等，等于漸開螺旋面的基圓柱螺旋角相等，等于漸開螺旋面的基圓柱螺旋角20第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具5 插齒刀的前刀面及前角為得到前角，將插齒刀的前刀面做成與插齒刀同軸線的內(nèi)錐面。頂刃前角p：內(nèi)錐面的錐面底角標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀：標(biāo)準(zhǔn)直齒插齒刀：p = 5= 521第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具6 插齒刀的齒形修正前面講到：插齒刀由齒輪變化而來，因此，其端面齒形應(yīng)為正確的漸開線。在有了頂刃前角p之后，會怎樣？會怎樣？插齒刀主運動：往復(fù)運動插齒刀主運動：往復(fù)運動在展成運動中起實際包絡(luò)作用還是刀具

11、的端截形嗎？在展成運動中起實際包絡(luò)作用還是刀具的端截形嗎？在展成運動中起實際包絡(luò)作用的是在展成運動中起實際包絡(luò)作用的是刀刃在端面內(nèi)的投影刀刃在端面內(nèi)的投影！22第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具刀刃在端面內(nèi)的投影：刀刃在端面內(nèi)的投影：IIIIIIIIIIIIpp刀刃在端面刀刃在端面內(nèi)的投影內(nèi)的投影已不是正確的漸開線已不是正確的漸開線特征：特征： 齒形角變小齒形角變小 分圓齒厚變窄分圓齒厚變窄若保證分圓齒厚不變，若保證分圓齒厚不變，則齒頂變厚，齒根變窄則齒頂變厚，齒根變窄要進(jìn)行齒形修正！要進(jìn)行齒形修正！23第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具7 插齒刀的齒形修正if修正方法：增大插齒刀端面

12、齒形的齒形角，使刀刃在端面內(nèi)投影的分圓齒形角等于標(biāo)準(zhǔn)齒形角理論齒形理論齒形實際齒形實際齒形af分圓分圓修正后，刀具側(cè)刃投影如右圖修正后，刀具側(cè)刃投影如右圖實際投影齒形在理論齒形外側(cè)實際投影齒形在理論齒形外側(cè)齒形誤差會使被加工齒輪產(chǎn)生：齒形誤差會使被加工齒輪產(chǎn)生： 修緣：修緣：齒頂過切齒頂過切 修根：修根：齒根過切齒根過切實際嚙合中形成實際嚙合中形成鼓形接觸鼓形接觸提高潤滑效果提高潤滑效果24第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具三 滾齒原理與齒輪滾刀：1滾齒原理與滾刀的實質(zhì)： 前面講到，插齒原理： 模擬一對軸線平行的圓柱齒輪的嚙合（展成法） 屬于平面嚙合：嚙合可用端面齒形來代替 滾齒原理：模擬

13、交叉軸的斜齒輪嚙合（展成法） 滾刀：斜齒輪（可以和直齒輪、斜齒輪嚙合） 屬于螺旋齒輪嚙合 25第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)： 滾齒：2個斜齒輪嚙合 若一個斜齒輪做成： 螺旋角很大（螺旋升角很?。?齒數(shù)很少（z=1,2） 齒寬很大（長）（漸開線蝸桿）（漸開線蝸桿）蝸桿蝸桿 26第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)：蝸桿（斜齒輪）和蝸桿（斜齒輪）和另一個齒輪只能嚙另一個齒輪只能嚙合，無法進(jìn)行加工合，無法進(jìn)行加工27第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)：若將蝸桿變成刀具，則需：若將蝸桿變成刀具，則需： (1)(1)開槽：容屑槽，形成前刀面、刀齒開槽：容屑槽

14、，形成前刀面、刀齒28第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)：若將蝸桿變成刀具，則需：若將蝸桿變成刀具，則需： (1)(1)開槽：容屑槽，形成前刀面、刀齒開槽：容屑槽，形成前刀面、刀齒29第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)：若將蝸桿變成刀具，則需：若將蝸桿變成刀具，則需： (2)(2)鏟背：形成后角鏟背：形成后角30第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)： (2)(2)鏟背：形成后角鏟背：形成后角31第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具滾刀的實質(zhì)： 螺旋角0很大（8687）、齒數(shù)很少（z0=1,2），且開槽、鏟背的斜齒輪刀刃處于原來的蝸桿表面上刀刃處于原來的

15、蝸桿表面上基本蝸桿：基本蝸桿：刀刃所處的蝸桿刀刃所處的蝸桿32第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具2 滾齒時的運動：主運動：滾刀的旋轉(zhuǎn)運動圓周進(jìn)給運動：保證嚴(yán)格的傳動比（展成）軸向進(jìn)給運動：滾刀沿工件軸向進(jìn)給 目的：切出全齒深， 軸向進(jìn)給量f：mm/齒輪每轉(zhuǎn) 精加工時，f 要?。ㄓ绊懘植诙龋┎顒舆\動：加工斜齒輪時，由于軸向進(jìn)給，使工件多轉(zhuǎn)或少轉(zhuǎn)一定的弧度 滾齒機(jī)靠掛輪實現(xiàn)差動差動系統(tǒng)33第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具3 滾刀的種類：（1）按結(jié)構(gòu)分： 整體式：高速鋼，分套裝、帶柄（小直徑時）兩種 焊接式：將硬質(zhì)合金刀齒焊接到刀體上 機(jī)夾式：將硬質(zhì)合金、高速鋼刀片夾持在刀體上整體式整體式

16、機(jī)夾式機(jī)夾式34第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具3 滾刀的種類：（2）按刀具材料分：高速鋼硬質(zhì)合金（3）按加工精度分：AAA級加工6級齒輪AA級加工7級齒輪A級加工8級齒輪B級加工9級齒輪C級加工10級齒輪35第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具4 三種基本蝸桿：（1）阿基米德蝸桿：形成：xoz平面內(nèi)，直線AB與x軸夾角Z0， AB沿z軸做螺旋運動，其軌跡便為 阿基米德螺旋面 ABAB與與z z軸相交軸相交 蝸桿軸剖面內(nèi)為直線齒形蝸桿軸剖面內(nèi)為直線齒形ABAB端剖面內(nèi)齒形：阿基米德螺線端剖面內(nèi)齒形：阿基米德螺線xZ0ZyB BA A36第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具4 三種基本

17、蝸桿：（2）法向直廓蝸桿： 法剖面（與分圓螺旋線垂直）內(nèi)齒形法剖面（與分圓螺旋線垂直）內(nèi)齒形直線直線 端剖面內(nèi)齒形端剖面內(nèi)齒形延長漸開線延長漸開線形成：直線AB與圓柱rH相切， 且與xoy平面保持夾角xy， AB繞z軸做螺旋運動，其軌跡便為 法向直廓螺旋面圓柱圓柱r rh h準(zhǔn)圓柱準(zhǔn)圓柱xxyZyB BA ArH37第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具（3）漸開線蝸桿0bbrABCDFEFE梯形梯形ABCDABCD與基圓柱保持純滾動，其與基圓柱保持純滾動，其斜邊斜邊ABAB的軌跡，便為漸開螺旋面的軌跡，便為漸開螺旋面直線直線ABAB與基圓柱軸線的夾角便為漸與基圓柱軸線的夾角便為漸開螺旋面的開

18、螺旋面的基圓柱螺旋角基圓柱螺旋角b0平面平面ABCDABCD即為漸開螺旋面的即為漸開螺旋面的法平面法平面圓柱圓柱r rh h基圓柱基圓柱38第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具5 常用的滾刀基本蝸桿理論上，滾刀的基本蝸桿應(yīng)為漸開線蝸桿但：漸開線蝸桿的軸向、法向齒形均不是直線， 生產(chǎn)中難以檢查滾刀齒形滾刀近似造型：用近似漸開線蝸桿做滾刀的基本蝸桿一般采用：阿基米德蝸桿：一般采用：阿基米德蝸桿： 齒形簡單、檢查方便、可徑向鏟齒（鏟背）、造型誤差小。齒形簡單、檢查方便、可徑向鏟齒（鏟背）、造型誤差小。 目前我國工具廠供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀均采用阿基米德蝸桿目前我國工具廠供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀均采用阿基米德蝸桿 法向直廓蝸桿：法向直廓蝸桿： 齒形復(fù)雜、難以保證制造精度、造型誤差大齒形復(fù)雜、難以保證制造精度、造型誤差大 一般不采用一般不采用近似滾刀造型，造成滾刀存在理論齒形誤差近似滾刀造型，造成滾刀存在理論齒形誤差加工精度低于插齒刀加工精度低于插齒刀39第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具6 滾刀的容屑槽與前刀面容屑槽的一個側(cè)面就是前刀面，它在滾刀端剖面內(nèi)的截形是直線40第七章第七章 齒輪加工刀具齒輪加工刀具6 滾刀的容屑槽與前刀面前刀面在滾刀端剖面內(nèi)的截形是直線 p若該直線通過軸線，則p=0零前角滾刀零前角滾刀若p 0 正前角滾刀41第