《機(jī)械加工技術(shù)》課件第6章

第6章圓柱齒輪的加工

6.1概述

6.2滾齒

6.3插齒

6.4圓柱齒輪齒面的精加工

6.5圓柱齒輪加工工藝分析

思考題與習(xí)題

6.1概

述

6.1.1圓柱齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用極為廣泛的傳動(dòng)零件之一，其功用是按照一定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。齒輪因其使用要求不同而具有各種不同的形狀和尺寸，但從工藝觀點(diǎn)大體上可以把它們分為齒圈和輪體兩部分。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒齒輪、斜齒齒輪和人字齒齒輪等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，齒輪可大致分為盤形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪和齒條（見(jiàn)圖6-1）。其中盤類齒輪應(yīng)用最廣。

圖6-1圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式(a)、

(b)、

(c)單聯(lián)、

雙聯(lián)、

三聯(lián)盤形齒輪；

(d)內(nèi)齒輪；

(e)套筒齒輪；

(f)軸齒輪；

(g)齒條

6.1.2齒輪傳動(dòng)的精度要求齒輪本身的制造精度，對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有很大影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足以下要求：（1）傳動(dòng)的準(zhǔn)確性。即主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度時(shí)，從動(dòng)齒輪應(yīng)按給定的速比轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度。要求齒輪在一轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)角誤差的最大值不能超過(guò)一定的限度。（2）工作平穩(wěn)性。要求齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)沖擊，振動(dòng)和噪聲小，這就需要限制齒輪傳動(dòng)時(shí)瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，即限制齒輪在轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒形角時(shí)的轉(zhuǎn)角誤差。

（3）載荷均勻性。要求齒輪工作時(shí)，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)不致因載荷分布不均而使接觸應(yīng)力集中，引起齒面過(guò)早磨損。（4）齒側(cè)間隙。一對(duì)相互嚙合的齒輪，其齒面間必須留有一定的間隙，即為齒側(cè)間隙，其作用是貯存潤(rùn)滑油，使齒面工作時(shí)減少磨損；同時(shí)可以補(bǔ)償熱變形、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素引起的齒側(cè)間隙減小，防止卡死。應(yīng)當(dāng)根據(jù)齒輪副的工作條件來(lái)確定合理的齒側(cè)間隙。以上四項(xiàng)要求應(yīng)根據(jù)齒輪傳動(dòng)裝置的用途和工作條件等予以合理地確定。例如，滾齒機(jī)分度蝸桿副，讀數(shù)儀表所用的齒輪傳動(dòng)副，對(duì)傳動(dòng)準(zhǔn)確性要求高，工作平穩(wěn)性也有一定要求，而對(duì)載荷的均勻性要求一般不嚴(yán)格。

GB10095—1988中對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)，從1～12順次降低。其中1～2級(jí)是有待發(fā)展的精度等級(jí)，3～5級(jí)為高精度等級(jí)，6～8級(jí)為中等精度等級(jí)，9級(jí)以下為低級(jí)精度等級(jí)。每個(gè)精度等級(jí)都有3個(gè)公差組，分別規(guī)定出各項(xiàng)公差和偏差項(xiàng)目。

6.1.3常用齒輪的材料和毛坯

1.齒輪材料及熱處理齒輪的材料及熱處理對(duì)齒輪的加工質(zhì)量和使用性能都有很大的影響，選擇時(shí)主要應(yīng)考慮齒輪的工作條件（如速度與載荷）和失效形式（如點(diǎn)蝕、剝落或折斷等）。（1）中碳結(jié)構(gòu)鋼（如45鋼）進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火。這種鋼經(jīng)熱處理后，綜合力學(xué)性能較好，主要適用于低速、輕載或中載的一般用途的齒輪。

（2）中碳合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr）進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火。這種鋼經(jīng)熱處理后綜合力學(xué)性能較45鋼好，且熱處理變形小，適用于速度較高、載荷大及精度較高的齒輪。某些高速齒輪，為提高齒面的耐磨性，減少熱處理后的變形，不再進(jìn)行磨齒，可選用氮化鋼（如38CrMoAlA）進(jìn)行氮化處理。

（3）滲碳鋼（如20Cr和20CrMnTi等）進(jìn)行滲碳或碳氮共滲。這種鋼經(jīng)滲碳淬火后，齒面硬度可達(dá)58~63HRC，而芯部又有較高的韌性，既耐磨又能承受沖擊載荷，適用于高速、中載或有沖擊載荷的齒輪。（4）鑄鐵及其它非金屬材料（如夾布膠木與尼龍等）。這些材料強(qiáng)度低，容易加工，適用于一些較輕載荷下的齒輪傳動(dòng)。

2.齒輪毛坯齒輪毛坯的選擇決定于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、使用條件以及生產(chǎn)批量等多種因素。對(duì)于鋼質(zhì)齒輪，除了尺寸較小且不太重要的齒輪直接采用軋制棒料外，一般均采用鍛造毛坯。生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的采用自由鍛造，生產(chǎn)批量較大的中小齒輪采用模鍛。對(duì)于直徑很大且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、不便鍛造的齒輪，可采用鑄鋼毛坯。鑄鋼齒輪的晶粒較粗，力學(xué)性能較差，且加工性能不好，故加工前應(yīng)先經(jīng)過(guò)正火處理，消除內(nèi)應(yīng)力和硬度的不均勻性，以改善加工性能。6.1.4齒形加工方法表6-1常見(jiàn)的齒形加工方法、精度和適用范圍

1.成形法成形法是利用與被加工齒輪的齒槽形狀一致的刀具，在齒坯上加工出齒面的方法。成形銑齒一般在普通銑床上進(jìn)行，如圖6-2所示。銑齒時(shí)工件安裝在分度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工，工作臺(tái)作直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加工完一個(gè)齒槽，分度頭將工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，再加工另一個(gè)齒槽，依次加工出所有齒槽。銑削斜齒圓柱齒輪必須在萬(wàn)能銑床上進(jìn)行。銑削時(shí)工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度β，使其等于齒輪的螺旋角，工件在隨工作臺(tái)進(jìn)給的同時(shí)，由分度頭帶動(dòng)作附加旋轉(zhuǎn)以形成螺旋齒槽。圖6-2直齒圓柱齒輪的成形銑削（a）盤形齒輪銑刀銑削;（b）指狀齒輪銑刀銑削表6-2盤形齒輪銑刀刀號(hào)標(biāo)準(zhǔn)齒輪銑刀的模數(shù)、壓力角和加工的齒數(shù)范圍都標(biāo)記在銑刀的端面上。由于每種編號(hào)的刀齒形狀均按加工齒數(shù)范圍中最小齒數(shù)設(shè)計(jì)，因此，加工該范圍內(nèi)其它齒數(shù)的齒輪時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一定的齒廓誤差。盤狀齒輪銑刀適用于加工m≤8mm的齒輪。成形法一般用于單件小批量生產(chǎn)和機(jī)修工作中，加工精度為9~12級(jí)，齒面粗糙度值Ra為6.3~3.2μm的直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪。

2.展成法

展成法是利用一對(duì)齒輪嚙合或齒輪與齒條嚙合原理，使其中一個(gè)作為刀具，在嚙合過(guò)程中加工齒面的方法。在生產(chǎn)實(shí)際中應(yīng)用廣泛，本章介紹的齒形加工方法主要是展成法。6.1.5圓柱齒輪齒坯加工方法

1.齒坯精度齒坯加工中，主要要求保證的是基準(zhǔn)孔（或軸頸）的尺寸精度和形狀精度以及基準(zhǔn)端面相對(duì)于基準(zhǔn)孔（或軸頸）的位置精度。不同精度的孔（或軸頸）的齒坯公差及表面粗糙度要求見(jiàn)表6-3和表6-4。表6-3齒坯公差表6-4齒坯基準(zhǔn)面的表面粗糙度參考值

2.齒坯加工方案的選擇（1）大批量生產(chǎn)的齒坯加工。大批量加工中等尺寸的齒坯時(shí)，多采用“鉆—拉—多刀車”的工藝方案：①以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔。②拉孔。③以孔定位在多刀半自動(dòng)車床上粗、精車外圓、端面、切槽及倒角等。這種工藝方案由于采用高效機(jī)床，可以組成流水線或自動(dòng)線，因此生產(chǎn)率高。（2）成批生產(chǎn)的齒坯加工。成批生產(chǎn)齒坯時(shí)，常采用“車—拉—車”的工藝方案：①以齒坯外圓或輪轂定位，精車外圓、端面和內(nèi)孔。②以端面支承拉孔（或花鍵孔）。③以孔定位精車外圓及端面等。這種方案可由臥式車床或轉(zhuǎn)塔車床及拉床實(shí)現(xiàn)。它的特點(diǎn)是加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。當(dāng)齒坯孔有臺(tái)階或面槽時(shí)，可以充分利用轉(zhuǎn)塔車床上的多刀來(lái)進(jìn)行多工位加工，在轉(zhuǎn)塔車床上一次完成齒坯的加工。6.2滾齒6.2.1滾齒加工的工藝特點(diǎn)滾齒是齒形加工中生產(chǎn)率較高、應(yīng)用較廣的一種加工方法。滾齒的通用性較好，用一把滾刀即可加工模數(shù)相同而齒數(shù)不同的直齒輪或斜齒輪（但不能加工內(nèi)齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪），滾齒還可以用于加工蝸輪。滾齒的加工尺寸范圍也較大，從儀器儀表中的小模數(shù)齒輪到礦山和化工機(jī)械中的大型齒輪都廣泛采用滾齒加工。滾齒既可用于齒形的粗加工和半精加工，也可用于精加工。當(dāng)采用AA級(jí)齒輪滾刀和高精度滾齒機(jī)時(shí)，可直接加工出7級(jí)精度以上（最高可達(dá)4級(jí)）的齒輪。滾齒加工時(shí)齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成的，由于參加切削的刀齒數(shù)有限，因此工件齒面的表面質(zhì)量不高。為提高加工精度和齒面質(zhì)量，宜將粗、精滾齒分開(kāi)。精滾的加工余量一般為0.5~1mm，且應(yīng)取較高的切削速度和較小的進(jìn)給量。6.2.2滾齒原理及滾刀的安裝

1.滾齒原理圖6-3所示是用齒輪滾刀加工齒輪的原理示意圖，齒輪滾刀相當(dāng)于一個(gè)經(jīng)過(guò)開(kāi)槽和鏟齒的蝸桿，具有許多切削刃并磨出后角。由于蝸桿的法向截面近似于齒條形，因此當(dāng)滾刀旋轉(zhuǎn)時(shí)，就相當(dāng)于一根齒條在移動(dòng)，如果被切齒輪與移動(dòng)的齒條互相嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)，那么滾刀切削刃的一系列連續(xù)位置的包絡(luò)線就形成被切齒輪的齒廓曲線。滾齒的成形運(yùn)動(dòng)是由滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)（B11+B12），為了滾切出全齒寬，滾刀還應(yīng)有沿工件軸向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)A2。圖6-3滾齒原理示意圖

2.齒輪滾刀在齒面的切削加工中，齒輪滾刀的應(yīng)用范圍很廣，可以用來(lái)加工外嚙合的直齒輪、斜齒輪、標(biāo)準(zhǔn)及變位齒輪。其加工的范圍大，模數(shù)為0.1~40mm的齒輪，均可用齒輪滾刀加工。用一把滾刀就可以加工同一模數(shù)任意齒數(shù)的齒輪。從滾齒加工原理可知，齒輪滾刀是一個(gè)蝸桿形刀具。滾刀的基本蝸桿有：漸開(kāi)線、阿基米德和法向直廓三種。理論上講，加工漸開(kāi)線齒輪應(yīng)用漸開(kāi)線蝸桿，但其制造困難，而阿基米德蝸桿軸向剖面的齒形為直線，容易制造，生產(chǎn)中常用阿基米德蝸桿代替漸開(kāi)線蝸桿。為了形成切削刃的前角和后角，在蝸桿上開(kāi)出了容屑槽，并經(jīng)鏟背形成滾刀。標(biāo)準(zhǔn)齒輪滾刀精度分為四級(jí)：AA、A、B、C。加工時(shí)應(yīng)按齒輪要求的精度，選用相應(yīng)的齒輪滾刀。一般，AA級(jí)滾刀可加工6~7級(jí)精度齒輪；A級(jí)可加工7~8級(jí)精度齒輪；B級(jí)可加工8~9級(jí)精度齒輪；C級(jí)可加工9~10級(jí)精度齒輪。

3.滾刀的安裝滾齒時(shí)，為了切出準(zhǔn)確的齒廓，應(yīng)當(dāng)使?jié)L刀的螺旋線方向與被加工齒輪的齒面線方向一致，滾刀和工件處于正確的嚙合位置。這一點(diǎn)無(wú)論對(duì)直齒圓柱齒輪還是對(duì)斜齒圓柱齒輪都是一樣的。因此，需將滾刀軸線與被切齒輪端面安裝成一定的角度，稱作安裝角δ。當(dāng)加工直齒圓柱齒輪時(shí)，滾刀安裝角δ等于滾刀的螺旋升角γ。圖6-4（a）所示是用右旋滾刀加工直齒圓柱齒輪的安裝角，圖6-4（b）所示是用左旋滾刀加工直齒圓柱齒輪的安裝角，圖中虛線表示滾刀與齒坯接觸一側(cè)的滾刀螺旋線方向。當(dāng)加工斜齒圓柱齒輪時(shí)，滾刀的安裝角不僅與滾刀螺旋線方向及螺旋升角γ有關(guān)，而且還與被加工齒輪的螺旋方向及螺旋角β有關(guān)。當(dāng)滾刀與被加工齒輪的螺旋線方向相同（即二者都是左旋，或都是右旋）時(shí)，滾刀的安裝角δ=β-γ，當(dāng)滾刀與被加工齒輪的螺旋線方向相反時(shí)，滾刀的安裝角δ=β+γ。圖6-4滾切直齒圓柱齒輪時(shí)滾刀的安裝角

4.工件的安裝滾齒加工中，工件的安裝形式很多，它不僅與工件的形狀、大小、精度要求等有關(guān)，而且還受到生產(chǎn)批量和裝備條件的限制。常用的安裝形式主要是如圖6-5所示的夾具安裝。在鑄鐵底座5上裝有鋼套4，心軸2可隨工件基準(zhǔn)孔的大小而更換。使用這種夾具滾齒時(shí)，由于安裝調(diào)整夾具時(shí)心軸與機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合，或齒坯內(nèi)孔與心軸間有間隙，安裝時(shí)偏向一邊，或基準(zhǔn)端面定位不好，夾緊后內(nèi)孔相對(duì)工作臺(tái)中心產(chǎn)生偏斜，從而使切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪的徑向誤差。為提高定心精度，可采用精密可脹心軸以消除配合間隙。圖6-5滾齒夾具1—壓蓋2—心軸3—墊圈4—鋼套5—底座6.2.3滾齒加工質(zhì)量分析

1.影響傳動(dòng)精度的加工誤差分析

(1)齒輪的徑向誤差。齒輪徑向誤差是指滾齒時(shí)，由于齒坯的實(shí)際回轉(zhuǎn)中心與其基準(zhǔn)孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發(fā)生徑向位移而引起的周節(jié)累積公差，如圖6-6所示。齒輪的徑向誤差一般可通過(guò)測(cè)量齒圈徑向跳動(dòng)ΔFr反映出來(lái)。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪徑向誤差的主要原因有：①調(diào)整夾具時(shí)，心軸和機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合。②齒坯基準(zhǔn)孔與心軸間有間隙，裝夾時(shí)偏向一邊。③

基準(zhǔn)端面定位不好，

夾緊后內(nèi)孔相對(duì)工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生偏心。

圖6-6幾何偏心引起的徑向誤差

圖6-7齒輪的切向誤差

(2)齒輪的切向誤差。齒輪的切向誤差是指滾齒時(shí)，實(shí)際齒廓相對(duì)理論位置沿圓周方向(切向)發(fā)生位移，如圖6-7所示。當(dāng)齒輪出現(xiàn)切向位移時(shí)，可通過(guò)測(cè)量公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差ΔFw來(lái)反映。切齒時(shí)產(chǎn)生齒輪切向誤差的主要原因是傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)誤差。在分齒傳動(dòng)鏈的各傳動(dòng)元件中，對(duì)傳動(dòng)誤差影響最大的是工作臺(tái)下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心不重合(運(yùn)動(dòng)偏心)，使工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中發(fā)生轉(zhuǎn)角誤差，并復(fù)映給齒輪。影響傳動(dòng)誤差的另一重要因素是分齒掛輪的制造和安裝誤差，

這些誤差也以較大的比例傳遞到工作臺(tái)上。

2.影響齒輪工作平穩(wěn)性的加工誤差分析

(1)齒形誤差。齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉(zhuǎn)中都會(huì)反映到齒面上。常見(jiàn)的齒形誤差有如圖6-8所示的各種形式。其中圖(a)為齒面出棱，圖(b)為齒形不對(duì)稱，圖(c)為齒形角誤差，圖(d)為齒面上的周期性誤差，圖(e)為齒輪根切。

由于齒輪的齒面偏離了正確的漸開(kāi)線，使齒輪傳動(dòng)中瞬時(shí)傳動(dòng)比不穩(wěn)定，因而影響齒輪的工作平穩(wěn)性。

圖6-8常見(jiàn)的齒形誤差

(2)基節(jié)偏差。

滾齒時(shí)，齒輪的基節(jié)偏差主要受滾刀基節(jié)偏差的影響。

滾刀基節(jié)的計(jì)算式為

pb0=pn0cosα0=pt0cosλ0cosα0≈pt0cosα0

式中，pb0——滾刀基節(jié)；pn0——滾刀法向齒距；pt0——滾刀軸向齒距；α0——滾刀法向齒形角；λ0——滾刀分度圓螺旋升角，

一般很小，

因此cosλ0≈1。

3.影響齒輪接觸精度的加工誤差分析齒輪齒面的接觸狀況直接影響齒輪傳動(dòng)中載荷分布的均勻性。滾齒時(shí)，影響齒高方向接觸精度的主要原因是齒形誤差Δff和基節(jié)偏差Δfpb。影響齒寬方向接觸精度的主要原因是齒向誤差ΔFβ，產(chǎn)生齒向誤差的主要原因如下：（1）滾齒機(jī)刀架導(dǎo)軌相對(duì)于工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線存在平行度誤差，如圖6-9所示。圖6-9刀架導(dǎo)軌誤差對(duì)齒向誤差的影響1—刀架導(dǎo)軌

2—齒坯

3—夾具底座

4—機(jī)床工作臺(tái)

(2)齒坯裝夾歪斜。由于心軸、齒坯基準(zhǔn)端面跳動(dòng)及墊圈兩端面不平行等引起的齒坯安裝歪斜，會(huì)產(chǎn)生齒向誤差，如圖6-10所示。

圖6-10齒坯安裝歪斜對(duì)齒向誤差的影響

(3)滾切斜齒輪時(shí)，除上述影響因素外，機(jī)床差動(dòng)掛輪計(jì)算的誤差，也會(huì)影響齒輪的齒向誤差。

6.2.4提高滾齒生產(chǎn)率的途徑

1.高速滾齒增加滾齒的切削速度，不僅能提高生產(chǎn)率，還能提高滾齒的加工精度，減小齒面的粗糙度值。但由于受機(jī)床剛度和刀具耐用度的限制，滾齒的速度比較低，加工中等模數(shù)鋼質(zhì)齒輪的切削速度一般只有25~50m/min?，F(xiàn)在滾齒加工朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展：

一是采用高速滾齒機(jī)。實(shí)踐證明，只要機(jī)床具備足夠的剛度和良好的抗振性，使用現(xiàn)有的高速鋼滾刀就可能在80～90m/min的切削速度的條件下正常工作。目前，國(guó)內(nèi)外都相應(yīng)研制出一系列高速滾齒機(jī)，如果采用硬質(zhì)合金滾齒刀，則切削速度可達(dá)300m/min以上，軸向進(jìn)給量達(dá)6～8mm/r，加工效率大大提高。二是在滾齒機(jī)上進(jìn)行硬齒加工。采用硬質(zhì)合金滾刀對(duì)齒面進(jìn)行加工，使傳統(tǒng)的硬齒面加工工藝有了很大的改變，從而大大降低了加工成本，縮短了生產(chǎn)周期，而且滾齒加工精度提高，

齒面粗糙度值減小。

2.采用多頭和大直徑滾刀采用多頭滾刀可提高工件圓周方向的進(jìn)給量，從而提高生產(chǎn)率，但由于多頭滾刀各頭之間的分度誤差，螺旋升角增大，切齒的包絡(luò)刀刃數(shù)減少，故加工誤差和齒面的粗糙度值較大，多用于粗加工。采用大直徑滾刀，圓周齒數(shù)增加，刀桿剛度增大，允許采用較大的切削用量，且加工齒面粗糙度較小。

3.改進(jìn)滾齒加工方法

(1)多件加工。同時(shí)加工幾個(gè)工件，可減少滾刀對(duì)每個(gè)齒坯的切入/切出時(shí)間。（2）徑向切入。滾齒時(shí)滾刀徑向切入齒坯比軸向切入齒坯行程短，可節(jié)省切入時(shí)間，對(duì)大直徑滾刀更為突出。

（3）軸向竄刀和對(duì)角滾齒。滾刀參與切削的刀齒負(fù)荷不等，磨損不均。當(dāng)負(fù)荷最重的刀齒磨損到一定極限時(shí)，應(yīng)將滾刀沿其軸向移動(dòng)一段距離（即軸向竄刀）后繼續(xù)切削，可提高滾刀的使用壽命。

6.3插

齒

6.3.1插齒原理及所需的運(yùn)動(dòng)

插齒和滾齒一樣，是利用展成法原理來(lái)加工齒輪的。插齒刀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)端面磨有前角，齒頂及齒側(cè)均磨有后角的齒輪。插齒時(shí)，刀具沿工件軸線方向作高速的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，形成切削加工的主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還與工件作無(wú)間隙的嚙合運(yùn)動(dòng)，在工件上加工出全部輪齒齒廓。在加工過(guò)程中，刀具每往復(fù)一次僅切出工件齒槽的很小一部分，工件齒槽的齒面曲線是由插齒刀切削刃多次切削的包絡(luò)線所形成的，

如圖6-11所示。

圖6-11插齒原理

插齒加工時(shí)，機(jī)床必須具備以下運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)圖6-11）：（1）切削加工的主運(yùn)動(dòng)。插齒刀作上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，向下為切削運(yùn)動(dòng)，向上為返回的退刀運(yùn)動(dòng)，

可按下式計(jì)算：

式中，

v——平均切削速度(m/min)；

L——插齒刀的行程長(zhǎng)度(mm)；

nd——插齒刀的往復(fù)行程數(shù)(次/min)。

(2）展成運(yùn)動(dòng)。在加工過(guò)程中，必須使插齒刀和工件保持一對(duì)齒輪的嚙合關(guān)系，即在刀具轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒時(shí)，工件也應(yīng)準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒。其傳動(dòng)鏈的兩端件及運(yùn)動(dòng)關(guān)系分別是：插齒刀轉(zhuǎn)（1/zd）轉(zhuǎn)，工件也轉(zhuǎn)（1/zg）轉(zhuǎn)。（3）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。為了逐漸切至工件的全齒深，插齒刀必須要有徑向進(jìn)給，徑向進(jìn)給量是插齒刀每往復(fù)一次徑向移動(dòng)的距離，當(dāng)達(dá)到全齒深后，機(jī)床便自動(dòng)停止徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，然后工件再旋轉(zhuǎn)一整轉(zhuǎn)，

才能加工出全部完整的齒面。

（4）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是插齒刀的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，插齒刀每往復(fù)行程一次，回轉(zhuǎn)一個(gè)角度，其轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢直接影響生產(chǎn)率、刀具負(fù)荷和切削過(guò)程所形成的包絡(luò)線密度。圓周進(jìn)給量越小，包絡(luò)線密度越大，漸開(kāi)線齒形的精度越高，刀具負(fù)荷也越小，但是生產(chǎn)率也就越低。圓周進(jìn)給量用插齒刀每往復(fù)行程中刀具在分度圓上轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)表示，其單位為mm/往復(fù)行程。

（5）讓刀運(yùn)動(dòng)。為了避免插齒刀在回程時(shí)擦傷已加工表面和減少刀具磨損，刀具和工件之間應(yīng)讓開(kāi)一段距離，而在插齒刀重新開(kāi)始向下工作行程時(shí)，應(yīng)立即恢復(fù)到原位，以便刀具向下切削工件。這種讓開(kāi)和恢復(fù)原位的運(yùn)動(dòng)稱為讓刀運(yùn)動(dòng)。由于工作臺(tái)的慣量大，讓刀的往復(fù)頻度較高，容易引起振動(dòng)，不利于切削速度的提高，而主軸的慣量小，因此大尺寸和一般新型號(hào)的插齒機(jī)都是通過(guò)刀具主軸座的擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)讓刀運(yùn)動(dòng)的，

這樣可以減小讓刀產(chǎn)生的振動(dòng)。

6.3.2插齒刀標(biāo)準(zhǔn)插齒刀分為三種類型，如圖6-12所示。其中盤形插齒刀（見(jiàn)圖6-12（a））主要用于加工模數(shù)為1～12mm的直齒外齒輪及大直徑內(nèi)齒輪，碗形直齒插齒刀（見(jiàn)圖6-12（b））主要用于加工模數(shù)為1～8mm的多聯(lián)齒輪和帶有凸肩的齒輪，錐柄插齒刀（見(jiàn)圖6-12（c））[JP]主要用于加工模數(shù)為1～3.75mm的內(nèi)齒輪。插齒刀有三個(gè)精度等級(jí)：AA級(jí)適用于加工6級(jí)精度的齒輪，A級(jí)適用于加工7級(jí)精度的齒輪，B級(jí)適用于加工8級(jí)精度的齒輪，

應(yīng)根據(jù)被加工齒輪的傳動(dòng)平穩(wěn)性精度等級(jí)選用。

圖6-12插齒刀的類型

6.3.3插齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

1.插齒的加工質(zhì)量

(1)插齒的齒形精度比滾齒高。滾齒時(shí)，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量只與滾刀容屑槽的數(shù)目和基本蝸桿的頭數(shù)有關(guān)，它不能通過(guò)改變加工條件而增減；但插齒時(shí)，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量由圓周進(jìn)給量的大小決定，并可以選擇。此外，制造齒輪滾刀時(shí)是用近似造型的蝸桿來(lái)替代漸開(kāi)線基本蝸桿的，這就有造形誤差，而插齒刀的齒形比較簡(jiǎn)單，可通過(guò)高精度磨齒獲得精確的漸開(kāi)線齒形，

所以插齒可以得到較高的齒形精度。

(2)插齒后齒面的粗糙度值比滾齒小。滾齒時(shí)，滾刀沿齒向作間斷切削，形成如圖6-13(a)所示的魚鱗狀波紋；而插齒時(shí)插齒刀沿齒向的切削是連續(xù)的，如圖6-13(b)所示，所以插齒時(shí)齒面粗糙度值較小。

圖6-13滾齒和插齒齒面的比較

(3)插齒的運(yùn)動(dòng)精度比滾齒差。插齒機(jī)的傳動(dòng)鏈比滾齒機(jī)多了一個(gè)刀具蝸輪副，即多了一部分傳動(dòng)誤差，另外，插齒刀的一個(gè)刀齒相應(yīng)切削工件的一個(gè)齒槽，因此，插齒刀本身的周節(jié)累積誤差必然會(huì)反映到工件上；而滾齒時(shí)，因?yàn)楣ぜ拿恳粋€(gè)齒槽都是由滾刀相同的2～3圈刀齒加工出來(lái)的，故滾刀的齒距累積誤差不影響被加工齒輪的齒距精度，所以滾齒的運(yùn)動(dòng)精度比插齒高。

(4)插齒的齒向誤差比滾齒大。插齒時(shí)的齒向誤差主要決定于插齒機(jī)主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的平行度。由于插齒刀工作時(shí)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率高，使得主軸與套筒之間的磨損大，因此插齒的齒向誤差比滾齒大。所以就加工精度來(lái)說(shuō)，對(duì)運(yùn)動(dòng)精度要求不高的齒輪，可直接用插齒來(lái)進(jìn)行齒形精加工，而對(duì)于運(yùn)動(dòng)精度要求較高的齒輪和剃前齒輪(剃齒不能提高運(yùn)動(dòng)精度)，

則用滾齒較為有利。

2.插齒的生產(chǎn)率

切制模數(shù)較大的齒輪時(shí)，插齒速度要受到插齒刀主軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性和機(jī)床剛性的制約；切削過(guò)程又有空程的時(shí)間損失，故生產(chǎn)率不如滾齒高。只有在加工小模數(shù)、多齒數(shù)并且齒寬較窄的齒輪時(shí)，

插齒的生產(chǎn)率才比滾齒高。

3.應(yīng)用范圍

(1)加工帶有臺(tái)肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪，只能用插齒。這是因?yàn)椴妪X刀“切出”時(shí)只需要很小的空間，而滾齒時(shí)滾刀會(huì)與大直徑部位發(fā)生干涉。

(2)加工無(wú)空刀槽的人字齒齒輪，只能用插齒。

(3)加工內(nèi)齒輪，只能用插齒。

(4)加工蝸輪，

只能用滾齒。

(5)加工斜齒圓柱齒輪，兩者都可用，但滾齒比較方便。插斜齒齒輪時(shí)，插齒機(jī)的刀具主軸上須設(shè)有螺旋導(dǎo)軌，來(lái)提供插齒刀的螺旋運(yùn)動(dòng)，并且要使用專門的斜齒插齒刀，所以很不方便。插齒既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工。插齒通常能加工7~9級(jí)精度齒輪，最高可達(dá)6級(jí)。插齒過(guò)程為往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有空行程；插齒系統(tǒng)剛性較差，切削用量不能太大，所以一般插齒的生產(chǎn)率比滾齒低。只有在加工模數(shù)較小和寬度窄的齒輪時(shí)，插齒的生產(chǎn)率才不低于滾齒。因此插齒多用于中、

小模數(shù)齒輪的加工。

6.3.4提高插齒加工的工藝措施

1.高速插齒增加插齒刀每分鐘的往復(fù)次數(shù)進(jìn)行高速插齒，可縮短機(jī)動(dòng)時(shí)間。現(xiàn)有高速插齒機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)可達(dá)1000次/min，甚至高達(dá)1800次/min。

2.提高圓周進(jìn)給量提高圓周進(jìn)給量可縮短機(jī)動(dòng)時(shí)間，但齒面粗糙度變大，且插齒回程的讓刀量增大，易引起振動(dòng)，因此宜將粗、精插齒分開(kāi)。

3.提高插齒刀耐用度

在改進(jìn)刀具材料的同時(shí)，改進(jìn)刀具幾何參數(shù)能提高刀具耐用度。采用硬質(zhì)合金插齒刀可加工淬硬（45～62HRC）的齒面，精度可達(dá)6～7級(jí)，齒面粗糙度Ra為0.4～0.8μm，其工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，

操作容易，

加工成本低，

適用于大批量生產(chǎn)。

6.4圓柱齒輪齒面的精加工

6.4.1剃齒

1.剃齒原理剃齒加工是根據(jù)一對(duì)螺旋角不等的螺旋齒輪的嚙合原理，加工時(shí)剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個(gè)角度。如圖6-14（a）所示，剃齒刀1實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高精度的螺旋齒輪，并且在齒面上沿齒向開(kāi)了很多刀刃槽，如圖6-14（b）所示。剃齒刀1為主動(dòng)輪，而被切齒輪為從動(dòng)輪2，其加工過(guò)程就是剃齒刀帶動(dòng)工件作雙面無(wú)側(cè)隙的對(duì)滾，并對(duì)剃齒刀和工件施加一定壓力。在對(duì)滾過(guò)程中，二者沿齒向和齒形方向均產(chǎn)生相對(duì)滑移，利用剃齒刀沿齒向開(kāi)出的鋸齒刀槽沿工件齒向切去一層很薄的金屬，如圖6-14（c）所示。在工件的齒面方向因剃齒刀無(wú)刃槽，雖有相對(duì)滑動(dòng)，

但卻不起切削作用。

圖6-14剃齒原理及剃齒運(yùn)動(dòng)示意圖

1—剃齒刀

2—從動(dòng)輪

剃齒應(yīng)具備以下運(yùn)動(dòng)（見(jiàn)圖6-14（a））：（1）剃齒刀的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n1；（2）工件沿軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)fz；（3）工件每往復(fù)一次后的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fj。

2.剃齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用剃齒機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，但是由于剃齒刀與被加工齒輪沒(méi)有強(qiáng)制嚙合運(yùn)動(dòng)，因此對(duì)齒輪切向誤差的修正能力差。剃齒加工精度主要取決于剃齒刀。只要剃齒刀本身的精度高，刃磨好，就能剃出表面粗糙度Ra值為1.5～0.32μm，精度為6～8級(jí)的齒輪。剃齒加工效率高，剃齒刀壽命長(zhǎng)，因此加工成本低。然而，剃齒刀的制造比較困難，而且剃齒工件齒面容易產(chǎn)生畸變。

3.保證剃齒質(zhì)量應(yīng)注意的問(wèn)題（1）齒輪材料。要求材料密度均勻，無(wú)局部缺陷和韌性不得過(guò)大，以免出現(xiàn)滑刀和啃刀現(xiàn)象，影響表面粗糙度。剃前齒輪硬度在22～32HRC范圍內(nèi)。（2）剃前齒輪精度。剃齒精度受剃齒前齒輪精度的影響。剃齒一般只能使齒輪精度提高一個(gè)等級(jí)。從保證加工精度考慮，剃齒前的工序采用滾齒比插齒好，因?yàn)闈L齒的一轉(zhuǎn)精度比插齒好，滾齒后的一齒精度雖比插齒低，但這在剃齒工序中都是不難糾正的。

（3）剃齒余量。剃齒余量的大小，對(duì)加工質(zhì)量及生產(chǎn)率有一定影響。余量不足時(shí)，剃前誤差和齒面缺陷不能全部除去，會(huì)出現(xiàn)剃不光現(xiàn)象；余量過(guò)大，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而變差。選擇余量時(shí)可參考表6-5。

表6-5剃

齒

余

量

(4)剃齒刀的選用。剃齒刀的精度分為A、B、C三級(jí)，分別加工6、7、8級(jí)精度的齒輪。剃齒刀分度圓直徑隨模數(shù)大小有三種：85mm、180mm和240mm，其中240mm應(yīng)用普遍。分度圓螺旋角有5°、10°、15°三種，直齒輪加工多選用15°，斜齒輪及多聯(lián)齒輪中的小齒加工多選用5°。剃齒刀螺旋角方向有左、

右旋兩種，

選用時(shí)應(yīng)與被加工齒輪的旋向相反。

（5）剃齒后的齒形誤差與剃齒刀齒廓修研。剃齒后的齒輪齒形有時(shí)出現(xiàn)節(jié)圓附近凹入現(xiàn)象，一般在0.03mm左右。被剃齒輪齒數(shù)越少，中凹現(xiàn)象越嚴(yán)重。為消除剃后齒面中凹現(xiàn)象，可將剃齒刀齒廓修研，使剃齒刀的齒形在節(jié)圓附近凹入一些。由于影響齒形誤差的因素較難確定，因此剃齒刀的修研需要通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)才能最后確定。

6.4.2珩齒

1.珩齒原理珩齒的加工原理與剃齒類同，也是一對(duì)交錯(cuò)軸齒輪的嚙合傳動(dòng)，所不同的只是珩磨是利用珩磨輪面上的磨料，通過(guò)壓力和相對(duì)滑動(dòng)速度來(lái)切除金屬的。根據(jù)珩齒加工原理，珩磨輪可以做成齒輪式的，直接加工直齒和斜齒圓柱齒輪，如圖6-15所示。珩磨輪的輪坯采用鋼坯，其輪齒部分是用磨料與環(huán)氧樹(shù)脂等經(jīng)澆鑄或熱壓而成的斜齒，具有較高的精度。

圖6-15齒輪式珩齒法

2.珩磨加工的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用

與剃齒相比，由于珩磨輪表面有磨料，因此珩齒可以精加工淬硬齒輪，可得到較小的表面粗糙度和較高的齒面精度。由于珩齒與剃齒同屬齒輪自由嚙合，因而修正齒輪的切向誤差能力有限。所以，應(yīng)當(dāng)在珩前的齒面加工中盡可能采用滾齒來(lái)提高齒輪的一轉(zhuǎn)速度（即運(yùn)動(dòng)精度）。蝸桿形珩磨輪的齒面比剃齒刀簡(jiǎn)單，且易于修磨，珩磨輪精度可高于剃齒刀的精度。采用這種珩磨方式對(duì)齒輪的各項(xiàng)誤差能夠較好地修正，因此可以省去珩齒前的剃齒工序，縮短生產(chǎn)周期，

節(jié)約費(fèi)用。

6.4.3磨齒

1.磨齒加工原理

一般磨齒機(jī)都采用展成法來(lái)磨削齒面，常見(jiàn)的有大平面砂輪磨齒機(jī)、碟形雙砂輪磨齒機(jī)、錐面砂輪磨齒機(jī)和蝸桿砂輪磨齒機(jī)。其中，大平面砂輪磨齒機(jī)的精度最高，可達(dá)3級(jí)精度，但效率較低，而蝸桿砂輪磨齒機(jī)的效率最高，

被加工齒輪的精度為6級(jí)。

蝸桿砂輪磨齒法的加工原理和滾齒相似，如圖6-16所示。砂輪為蝸桿狀，磨齒時(shí)，砂輪與工件兩者保持嚴(yán)格的速比關(guān)系，為磨出全齒寬，砂輪還需沿軸線方向進(jìn)給。由于砂輪的轉(zhuǎn)速很高（約2000r/min），工件相應(yīng)的轉(zhuǎn)速也較高，因此磨削效率高。被磨削齒輪的精度主要取決于機(jī)床傳動(dòng)鏈的精度和蝸桿砂輪的形狀精度。

圖6-16蝸桿砂輪磨齒加工原理

2.磨齒加工的特點(diǎn)及應(yīng)用

磨齒加工的主要特點(diǎn)是：加工精度高，一般條件下加工精度可達(dá)4～6級(jí)，表面粗糙度Ra為0.8～0.2μm；由于采用強(qiáng)制嚙合的方式，因此不僅修正誤差的能力強(qiáng)，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。但是，磨齒加工的效率低，機(jī)床復(fù)雜，調(diào)整困難，故加工成本較高，主要應(yīng)用于齒輪精度要求很高的場(chǎng)合。

6.4.4擠齒

1.擠齒原理擠齒加工如圖6-17所示，是按展成原理進(jìn)行的無(wú)屑加工。擠齒加工所用的工具是高精度、高硬度的齒輪，稱為擠輪。擠齒加工過(guò)程是擠輪與工件在一定壓力下無(wú)間隙嚙合的自由對(duì)滾過(guò)程。擠輪與齒輪軸線平行旋轉(zhuǎn)，擠輪寬度大于齒輪寬度，所以在擠齒過(guò)程中，只需要徑向進(jìn)給而無(wú)需軸向進(jìn)給。

圖6-17擠齒原理

2.擠齒特點(diǎn)

(1)精度為6～7級(jí)，齒面粗糙度較小，一般Ra為0.04～0.1μm。常作為未淬火齒輪齒形的精加工。

(2)擠齒對(duì)齒輪誤差的修正能力與剃齒類同，對(duì)第一公差組的誤差修正能力弱，要求擠齒前保證，對(duì)其它各項(xiàng)誤差的修正能力較強(qiáng)。

(3)擠齒生產(chǎn)率高。一般只需20～30s左右，便可完成一個(gè)中等尺寸齒輪的加工，為剃齒加工生產(chǎn)率的7~8倍。

(4)擠輪壽命長(zhǎng)，成本低。通常剃齒刀刃磨一次只能剃削幾百個(gè)齒輪，而擠輪可以加工上萬(wàn)個(gè)齒輪。

(5)擠多聯(lián)齒輪時(shí)不受軸向限制，原因是擠齒加工軸線平行，無(wú)軸向進(jìn)給。（6）

擠齒機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

剛性好，

成本低。

6.5圓柱齒輪加工工藝分析

6.5.1圓柱齒輪加工的主要工藝問(wèn)題

1.工藝過(guò)程分析圖6-18所示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr，精度等級(jí)為7級(jí)，中批生產(chǎn)，其加工工藝過(guò)程見(jiàn)表6-6。

圖6-18雙聯(lián)齒輪

表6-6雙聯(lián)齒輪加工工藝過(guò)程

加工的第一階段是齒坯最初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。由于齒輪的傳動(dòng)精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)(孔和端面)的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒輪的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。除了加工出基準(zhǔn)外，對(duì)于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。

第二階段是齒形的加工。對(duì)于不需要淬火的齒輪，一般來(lái)說(shuō)這個(gè)階段也就是齒輪的最后加工階段，經(jīng)過(guò)這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來(lái)。對(duì)于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。

應(yīng)予以特別注意。

加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要是對(duì)齒面的淬火處理，使齒面達(dá)到規(guī)定的硬度要求。加工的最后階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過(guò)淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到最終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)面(孔和端面)進(jìn)行修整，因?yàn)榇慊鹨院簖X輪的內(nèi)孔和端面均會(huì)產(chǎn)生變形，如直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。以修整過(guò)的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。

2.齒輪熱處理

齒輪加工中根據(jù)不同要求，常安排兩種熱處理工序。（1）齒坯熱處理。在齒坯粗加工前、后常安排預(yù)備熱處理——正火或調(diào)質(zhì)。正火安排在齒坯加工前，目的是為了消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，改善材料的加工性能，使拉孔和切齒加工中刀具磨損較慢，表面粗糙度較小，生產(chǎn)中應(yīng)用較多。調(diào)質(zhì)一般安排在齒坯粗加工之后，可消除鍛造內(nèi)應(yīng)力和粗加工引起的殘余應(yīng)力，提高材料的綜合力學(xué)性能，但齒坯硬度稍高，不易切削，所以生產(chǎn)中應(yīng)用較少。

（2）齒面熱處理。齒形加工后，為提高齒面的硬度及耐磨性，根據(jù)材料與技術(shù)要求，常選用滲碳淬火、高頻感應(yīng)加熱淬火及液體碳氮共滲等熱處理工序。經(jīng)滲碳淬火的齒輪變形較大，對(duì)高精度齒輪尚需進(jìn)行磨齒加工。經(jīng)高頻感應(yīng)加熱淬火的齒輪變形小，但內(nèi)孔直徑一般會(huì)縮小0.01～0.05mm，淬火后應(yīng)予以修正。有鍵槽的齒輪，淬火后內(nèi)孔常出現(xiàn)橢圓形現(xiàn)象，為此鍵槽加工應(yīng)安排在齒輪淬火之后。

3.定位基準(zhǔn)選擇

齒輪定位基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。但一般情況下，為保證齒輪的加工精度，應(yīng)根據(jù)“基準(zhǔn)重合”原則，選擇齒輪的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測(cè)量基準(zhǔn)為定位基準(zhǔn)，且盡可能在整個(gè)加工過(guò)程中保持“基準(zhǔn)統(tǒng)一”。軸類齒輪的齒形加工一般選擇中心孔定位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多選擇軸頸和一端面定位。

(1)內(nèi)孔和端面定位，符合“基準(zhǔn)重合”原則。采用專用心軸，定位精度較高，生產(chǎn)率高，故廣泛用于成批生產(chǎn)中。為保證內(nèi)孔的尺寸精度和基準(zhǔn)端面的跳動(dòng)要求，應(yīng)盡量在一次安裝中同時(shí)加工內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面。

(2)外圓和端面定位，不符合“基準(zhǔn)重合”原則。用端面作軸向定位，以外圓為找正基準(zhǔn)，不需專用心軸，生產(chǎn)率較低，故適用于單件小批生產(chǎn)。為保證齒輪的加工質(zhì)量，必須嚴(yán)格控制齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的徑向圓跳動(dòng)。

4.齒坯加工據(jù)前所述，齒坯加工工藝主要取決于齒輪的輪體結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求和生產(chǎn)類型。軸類、套類齒輪的齒坯加工工藝和一般軸類、套類零件基本相同。對(duì)于盤類齒輪的齒坯，若是中小批生產(chǎn)，則盡量在通用機(jī)床上進(jìn)行加工。對(duì)于圓柱孔齒坯，可采用粗車—精車的加工方案：一是在臥式車床上粗車齒坯各部分；二是在一次安裝中精車內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面，以保證基準(zhǔn)端面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)要求；三是以內(nèi)孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其他部分。對(duì)于花鍵孔齒坯，采用粗車—拉—精車的加工方案：

一是在臥式車床上粗車外圓、端面和花鍵底孔；二是以花鍵底孔定位，端面支承，拉花鍵底孔；三是以花鍵孔在心軸上定位，精車外圓，端面及其他部分。若是大批量生產(chǎn)，則應(yīng)采用高生產(chǎn)率的機(jī)床和專用高效夾具加工。無(wú)論是圓柱孔還是花鍵孔齒坯，均采用多刀車—拉—多刀車的加工方案：一是在多刀半自動(dòng)車床上粗車外圓、端面和內(nèi)孔；二是以端面支承、內(nèi)孔定位拉花鍵孔或圓柱孔；三是以孔在可脹心軸或精密心軸上定位，在多刀半自動(dòng)車床上精車外圓、端面及其它部分，為車出全部外形表面，常分為兩個(gè)工序，在兩臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行。

在齒輪的技術(shù)要求中，如果規(guī)定以分度圓弦齒厚或固定弦齒厚的減薄量來(lái)測(cè)定齒側(cè)間隙，則應(yīng)注意齒頂圓的尺寸精度要求，因?yàn)辇X厚的檢測(cè)是以齒頂圓為測(cè)量基準(zhǔn)的，齒頂圓精度太低，必然使所測(cè)量出的齒厚值無(wú)法正確反映齒側(cè)間隙的大小。所以，在這一加工過(guò)程中應(yīng)注意下列問(wèn)題：（1）當(dāng)以齒頂