齿轮齿形的加工工艺
齿轮齿形加工方法
3
应用范围
适用于高精度、高表面质量的齿轮齿形加工，如 航空航天、精密仪器等行业的齿轮制造。
电子束加工技术
原理
01
利用高能电子束对齿轮材料进行熔化、汽化或达到燃点，从而
实现齿轮齿形的加工。
特点
02
加工精度高、表面质量好、热影响区小；但设备成本和维护成
本较高，需要在真空环境下进行。
应用范围
03
适用于高精度、高表面质量、难加工材料的齿轮齿形加工，如
特点
加工精度高，表面质量好，但生 产效率较低，成本较高。
应用范围
适用于高精度齿轮的加工，如汽 车、航空等领域的齿轮传动件。
03 特种齿轮齿形加工技术
电解加工技术
原理
应用范围
利用电化学反应去除金属材料，通过 控制电流、电压和电解液等参数实现 齿轮齿形的精确加工。
适用于大批量、高效率的齿轮齿形加 工，如汽车、摩托车等行业的齿轮制 造。
加工特点
齿轮齿形加工具有高精度、高效率、高自动化程度等特点。 随着数控技术和刀具材料的不断发展，齿轮齿形加工的精度 和效率不断提高，能够满足各种复杂齿形的加工需求。
应用领域与市场需求
应用领域
齿轮齿形加工广泛应用于机械、汽车、航空、航天、船舶、电力、冶金等领域。各种机械设备中的传动系统都离 不开齿轮，因此齿轮齿形加工的市场需求非常大。
01
加工工艺影响
分析齿轮加工工艺对加工质量的影响，优化工艺参数和加工流程，提高
加工精度和效率。
02
刀具磨损影响
研究刀具磨损对齿轮齿形加工质量的影响规律，合理选择刀具材料和切
削参数，减少刀具磨损。
03
热处理变形影响
针对热处理过程中齿轮的变形问题，改进热处理工艺，减少齿轮变形，
齿轮 工艺流程
齿轮工艺流程
《齿轮工艺流程》
齿轮作为机械传动装置的重要组成部分，其制造工艺流程是非常复杂和精密的。
下面将对齿轮的工艺流程进行简要介绍。
首先，齿轮的制造通常包括材料准备、车削、磨齿、热处理和精加工等多个环节。
而在这些环节中，车削和磨齿是制造齿轮最为重要的工艺之一。
在车削环节中，首先需要设计好齿轮的几何形状和尺寸，并根据设计要求选择合适的材料。
然后将工件夹在车床上，由车刀按照设计要求对齿轮进行车削加工，以便使齿轮的几何形状和尺寸达到设计要求。
而在磨齿环节中，需要先将车削后的齿轮进行半成品检测，再进行磨齿加工。
磨齿加工需要根据设计要求选择合适的磨齿刀具，并通过磨床对齿轮进行磨削，使其齿形更加精密、尺寸更加精确。
此外，齿轮的热处理也是不可或缺的一环。
通过热处理可以提高齿轮的硬度和强度，以达到使用要求。
热处理一般包括淬火、回火等多个环节，需根据不同材料和设计要求进行选择。
最后，还需要进行精加工和检测。
精加工包括修磨和抛光等工艺，以提高齿轮的表面光洁度和精度。
而检测则是对成品进行各项指标的检测和验收，确保齿轮的质量能够满足使用要求。
综上所述，齿轮的制造工艺流程是一个非常复杂和精密的过程，需要在设计、加工、热处理和检测等方面严格把控，以确保齿轮的质量能够满足使用要求。
齿轮齿形的加工工艺
铣齿机
用于加工各种类型的齿轮 ，包括直齿、斜齿和人字 齿。
刀具
滚刀
用于切削齿轮的齿槽。
插刀
用于切削直齿和斜齿圆柱齿轮。
铣刀
根据齿轮类型选择不同种类的铣刀。
量具与测量设备
千分尺
用于测量齿轮的尺寸精度和形位公差 。
杠杆表
光学显微镜
用于检测齿轮表面粗糙度和微观缺陷 。
用于测量齿轮的跳动量和齿距偏差。
03 齿轮齿形加工工艺方法
铣齿工艺
总结词
高效加工大型齿轮
详细描述
铣齿工艺是一种通过铣刀在齿轮毛坯上切削，形成齿形的加工方法。它适用于 加工大型齿轮，具有较高的生产效率和加工精度。
插齿工艺
总结词
适合加工直齿圆柱齿轮
详细描述
插齿工艺是利用插齿刀在齿轮毛坯上切削，形成直齿圆柱齿轮齿形的加工方法。 它具有切削速度快、加工精度高的特点，广泛应用于直齿圆柱齿轮的加工。
1.D 磨削工序同样用于提高齿轮的精度和表面光
洁度，而热处理则用于提高齿轮的硬度和抗 疲劳性能。同时，航空齿轮还需要进行一系 列的强度和疲劳试验，以确保其可靠性。
谢谢聆听
切削液的使用与管理
总结词
切削液在齿轮加工中起到冷却、润滑和清洗的作用，对提高加工质量和效率具有重要意 义。
详细描述
切削液的使用和管理需要注意以下几点：首先，要选择合适的切削液品种和浓度，以满 足加工要求；其次，要定期更换切削液，保持切削液的清洁度和浓度；最后，要采用一 些先进的切削液管理技术，如切削液过滤技术、切削液回收利用技术等，提高切削液的
磨削工序同样用于提高 齿轮的精度和表面光洁 度，而热处理则用于提 高齿轮的硬度和抗疲劳 性能。
航空齿轮加工工艺实例
3.5.1-2 齿轮齿形加工
渐减小。O-O剖面变位
量为零称为原始剖面，
具有标准齿形。
插齿刀实质上是个变变位齿轮
③插齿刀的两侧面是两个 旋向相反的渐开螺旋面， 即两侧切削刃分别绕刀具 轴线作螺旋运动形成的螺 旋面，也就是斜齿轮的齿 面，制造容易，精度高。
④任意端剖面的变位系数
x0=b0tgαp/m ⑤任意剖面的分圆齿厚
s0′= s0＋2 b0tgβ0 又 s0′= s0＋2 x0 m tgα ∴ tgβ0 = x0 m tgα/ b0= tgαtgαp ⑥标准直齿插齿刀顶刃后角αp= 6°,侧刃后角αc≈ 2°,顶刃前 角γp= 5°,侧刃投影不是渐开线，齿形角修正(20°10′14.5″)
（4）插齿工作范围 内外直齿圆柱齿轮、间距小的双联和多联齿轮、内外螺旋齿轮
插齿机
应用：加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。 1. 插齿原理
主运动：插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动； 展成运动：插齿刀与齿坯按一定速比转动； 让刀运动； 径向进给运动；
2. 插齿机传动原理
（1）主运动传动链 电动机→主轴（滚刀）
（2）展成运动传动链 滚刀转1r→工件转K/z r
（3）进给传动链 工件转1 r→刀架移动mm
（4）滚斜齿轮时的差动链 刀架移动L →工件转±1r
（5）滚切蜗轮 径向法滚切
2. 齿轮滚刀的结构和类型
（1）整体齿轮滚刀
高速钢材料 套装式结构 轴肩与内孔同心 装刀检测径跳 多为零前角 顶刃后角10～12° 侧刃后角大约3° 齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高； 粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。
2. 插齿刀的齿面形状
①插齿刀往复运动时刀刃运动轨迹形成一齿轮称为产形齿轮
齿轮齿形的加工工艺
齿轮齿形的加工工艺描述齿轮是一种常见的机械零件，广泛应用于各个行业和领域。
齿轮的加工工艺对其质量和使用性能有着决定性的影响。
本文将介绍齿轮齿形的加工工艺，包括齿轮加工的基本流程、加工方法和工艺控制等内容。
齿轮加工的基本流程齿轮加工的基本流程包括准备工作、齿形加工和修整等环节。
1. 准备工作在开始齿轮加工之前，需要进行相应的准备工作。
首先，确定齿轮的材料和齿轮参数，包括齿数、模数、压力角等。
然后，准备好所需的加工设备和工具，如车床、铣床、磨床等。
此外，还需要进行工件的装夹和刀具的安装等工作。
2. 齿形加工齿形加工是齿轮加工的核心环节，主要包括齿轮的车削、铣削或磨削等过程。
(1) 车削加工车削加工是一种常用的齿轮加工方法。
在车床上，将工件装夹在主轴上，并通过主轴和进给轴的相对运动来切削齿轮齿形。
车削加工可以分为外圆车削和齿面车削两个步骤。
•外圆车削：先将工件外径加工到齿轮的基圆直径，然后根据齿数和模数确定每个齿的加工切削角度，完成外圆齿轮的车削。
•齿面车削：在外圆车削的基础上，通过定位机构和切削刀具的移动来切削齿面。
(2) 铣削加工铣削加工是另一种常用的齿轮加工方法。
在铣床上，通过铣刀的旋转和工件的进给来切削齿轮齿形。
铣削加工通常适用于大型齿轮和模数较大的齿轮。
(3) 磨削加工磨削加工是齿轮加工中最精密的一种方法。
通过磨盘和工件的相对运动，将工件表面的金属层逐渐移除，实现齿轮齿形的加工。
磨削加工具有较高的加工精度和表面质量，适用于要求较高的齿轮。
3. 修整齿轮加工完成后，通常需要进行修整过程来提高齿轮的质量和精度。
修整可以包括齿轮齿形的微调和磨削等操作，以满足齿轮的设计要求和使用要求。
工艺控制齿轮齿形的加工工艺需要严格的工艺控制，以确保齿轮的质量和使用性能。
1. 加工参数控制在齿轮加工过程中，需要合理控制各项加工参数，如切削速度、进给速度、切削深度和切削方式等。
这些参数的选择应根据材料和齿轮的类型来确定，以保证加工的效率和质量。
齿轮工艺流程
齿轮工艺流程齿轮是机械传动中常用的零部件，其制造工艺流程对于齿轮的质量和性能起着至关重要的作用。
下面将介绍齿轮的制造工艺流程。
首先，齿轮的制造通常从原材料的准备开始。
常见的原材料有铸铁、合金钢等。
原材料的选择需要根据齿轮的使用要求和工作环境来确定，以确保齿轮的强度、耐磨性和使用寿命。
接下来是原材料的加工。
首先是铸造工艺，将铸铁或合金钢熔化后倒入齿轮模具中进行铸造，得到初步的齿轮毛坯。
而对于要求更高的齿轮，通常会选择锻造工艺，通过锻打将原材料加工成齿轮形状的毛坯。
这些毛坯需要经过粗车、精车等加工工序，将齿轮的外形和尺寸加工到设计要求的精度范围内。
随后是齿轮的热处理工艺。
热处理是提高齿轮硬度和耐磨性的重要工艺环节。
常见的热处理工艺包括淬火、回火、渗碳等。
通过热处理，可以使齿轮表面形成一定深度的硬化层，提高齿轮的耐磨性和使用寿命。
然后是齿轮的齿面加工。
齿轮的齿面加工通常采用滚齿加工、铣齿加工等工艺。
滚齿加工可以保证齿轮的齿形精度和表面质量，铣齿加工则适用于一些特殊要求的齿轮。
齿轮的齿面加工需要保证齿轮的齿形参数和表面粗糙度在设计要求范围内。
最后是齿轮的装配和检测。
装配工艺包括齿轮与轴的配合、齿轮与齿轮之间的啮合配合等。
装配质量直接影响着齿轮传动的平稳性和传动效率。
而齿轮的检测工艺则包括齿形检测、硬度检测、齿轮啮合传动试验等。
通过检测，可以确保齿轮的质量符合设计要求。
综上所述，齿轮的制造工艺流程包括原材料准备、加工、热处理、齿面加工、装配和检测等环节。
每个环节都对齿轮的质量和性能有着重要影响，需要严格控制和管理，以确保齿轮的质量和可靠性。
齿轮齿形加工方法
齿轮齿形加工方法齿轮齿形加工是指通过加工方法将齿轮的齿形加工成符合要求的形状。
齿轮是机械传动中常见的元件，其作用是通过齿与齿的啮合传递运动和力量。
而齿形的加工质量直接影响到齿轮的传动效率和使用寿命。
下面将介绍几种常见的齿轮齿形加工方法。
1. 刀具齿轮加工法刀具齿轮加工法是指使用带有加工刃齿的刀具进行齿轮的齿形加工。
这种方法根据齿轮的齿数、模数等参数，确定刀具的齿数和齿型，然后使用刀具与齿轮进行啮合，通过切削的方式将齿轮的齿形加工成所需的形状。
刀具齿轮加工法可以分为滚刀加工法、滑刀加工法和螺旋刀加工法等多种类型。
2. 模切齿轮加工法模切齿轮加工法是指使用专门的齿模进行齿轮的齿形加工。
齿模是一种专用的工具，其齿形与所要加工的齿轮齿形相对应。
在模切齿轮加工中，齿模和齿轮之间进行啮合，通过挤压的方式将齿轮的齿形加工成所需的形状。
这种加工方法适用于中小模数的齿轮加工。
3. 锥齿轮加工法锥齿轮加工法是指对锥齿轮进行齿形加工的方法。
锥齿轮是一种齿轮，其齿轴与母线呈一定角度。
它的齿形加工与普通齿轮略有不同。
在锥齿轮加工中，可以使用刀具齿轮加工法或模切齿轮加工法进行加工。
同时，由于锥齿轮的特殊性，还需要控制啮合角、啮合偏距等参数，以确保齿轮的传动效果。
4. 磨削齿轮加工法磨削齿轮加工法是指通过磨削的方式进行齿轮的齿形加工。
磨削齿轮加工法可以分为外圆磨削和齿顶磨削两种类型。
外圆磨削是指将齿轮放在磨削机上，通过砂轮的旋转和移动，对齿轮进行磨削，将齿轮的齿形加工成所需的形状。
齿顶磨削是指将齿顶进行磨削，以修正齿轮的齿形误差。
5. 其他齿轮加工方法除了上述几种常见的齿轮齿形加工方法外，还有一些其他的齿轮加工方法，如电火花加工、激光加工等。
电火花加工是指通过电脉冲将电极与齿轮啮合，通过电弧放电将齿轮的齿形加工成所需的形状。
激光加工是指利用激光束对齿轮进行加工，通过激光的热效应将齿轮的齿形加工成所需的形状。
总的来说，齿轮齿形加工方法有很多种，选择合适的加工方法取决于具体的齿轮形状、加工要求和工件材料。
齿轮齿形加工方法
滚齿原理 a)滚齿运动 b)齿廓范成过程
Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀 装在滚刀刀杆4上作旋转运动；滚刀刀架3既 可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可 绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间 的相对位置，使它们相当于一对轴线交叉的 螺旋齿轮啮合；工件装在心轴7上随工作台9 一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水 平方向移动，以适应不同直径工件的需要以 及在用径向进给法切削蜗轮时作进给运动。
珩齿是一种用于加工淬硬齿面的齿轮精加工方法，工作时珩磨轮与工件之间的相对运动关系与剃齿相同，所不同的是作为切削工具的 珩磨轮是用金刚砂磨料加入环氧树脂等材料作结合剂浇铸或热压而成的塑料齿轮。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 主要是因为铣制同一模数不同齿数的齿轮所用的铣刀，一般只有8个刀号，每号铣刀有它规定的铣齿范围（见下表） 用展成法加工齿轮时，齿轮表面的渐开线用展成法形成，展成法具有较高的生产效率和加工精度。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 Y3150E型滚齿机的外形如图所示，滚刀装在滚刀刀杆4上作旋转运动； 火圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，是软齿 将其中的一个齿轮的齿数减少到一个或几个，轮齿的螺旋倾角很大，就成了蜗杆 。 插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮，这是滚齿机无法加工的。 工件装在心轴7上随工作台9一起转动：后立柱8可以同工作台一起做水平方向移动，以适应不同直径工件的需要以及在用径向进给法切 削蜗轮时作进给运动。 滚齿加工的原理为模拟一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程。 当加工完一个齿间后，进行分度，再铣下一个齿间。 滚刀刀架3既可沿立柱2上的导轨做上下直线移动，还可绕自己水平轴线转位，以调整滚刀和工件间的相对位置，使它们相当于一对轴 线交叉的螺旋齿轮啮合； 当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮啮合的传动比关系作旋转运动时，滚刀就可在工件上连续不断地切出齿来。
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二、齿轮精度的选择(P100)
应根据传动的用途、使用条件、传动功率和圆周速度 等来决定。
一般三个公差组应选相同的精度等级，但国家标准同 时规定三个公差组可以选用不同的精度等级。
如：手表、分度圆要求运动的准确性要求很高；高速 运转的机床主轴要求传动的平稳高；大型矿山设备要 求载荷分布的均匀性高。
齿轮精度等级标注方法举例(P98)
三、插齿
1、插齿原理与插齿刀(P102)
插齿与插齿原理如P103图7-7所示。
二、滚齿
1、滚齿的原理和滚刀(P100)
滚齿是用滚刀在滚齿机上按展成原理来加工齿轮的方 法，是齿轮的主要加工方法之一。
滚刀相当于一个齿数很少、螺旋角很大的螺旋齿轮， 由于轮齿很长，绕轴线几周，因而成为蜗杆状。滚刀 与待加工的齿轮相当于一对螺旋齿轮啮合。如图7-2和 图7-3所示。
当滚刀绕自身轴线转动时，相当于假想齿条作轴向移 动，因而待加工的齿轮绕自身轴线作相应转动。滚刀 不停转动，即可连续地切出齿轮齿形。
7 — 6 — 6 — G M JB179-81
齿厚下偏差 齿厚下偏差 载荷分布的均匀性精度等级 传动的平稳性精度等级 运动的准确性精度等级
齿轮精度的具体数字表示法
4
(
-0.330 -0.495
)
GB10095-88
齿厚的上下偏差
齿轮的精度等级(均为四级)
§7-2 圆柱齿轮齿形的加工方法及特点(P98)
第七章 齿轮齿形的加工(P97)
§7-1 概述 一、圆柱齿轮传动的精度要求与精度等级 二、齿轮精度的选择
§7-2 圆柱齿轮齿形的加工方法及特点
一、铣齿
二、滚齿
三、插齿
四、剃齿
五、珩齿
六、磨齿
齿轮传动类型
§7-1 概述(P97)
齿轮是机器中传递运动和动力的重要零件。常用的齿 轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮等。
滚齿时，必须保证滚刀的螺旋线方向与被切齿轮的齿 向一致。
加工直齿圆柱齿轮时，应将滚刀刀源自扳转一个λ0角(滚 刀的螺旋升角)。如P102图7-6a)所示。
加工斜齿圆柱齿轮时，滚刀的安装角度应根据滚刀和 被切齿轮轮齿的螺旋方向、滚刀的螺旋升角和齿轮的 螺旋角的大小而定。如P102图7-6b)和c)所示。
m≤8时，一般用盘状模数铣刀；m>8时，通常用指状 模数铣刀。
铣刀的模数必须与齿轮模数一致；铣刀的号数必须与 被切齿轮的齿数Z相对应。
1、铣齿的方法(P98)
从理论上来讲，要使两个齿轮齿形完全相同，必须使 两个齿轮的模数和齿数同时相等。
为了减少标准铣刀的数量，节约费用，同一模数的铣 刀，一般做成8把(或15把)，如P100表7-2所示。每把 规定只能铣削一定齿数范围的齿轮。
2、齿轮的精度等级(P97)
在圆柱齿轮传动公差标准(JB179-81)中，将渐开线圆 柱齿轮的精度分为十二个等级。
1～2级：远景级 3～6级：高精度级 7～8级：中等精度级 9～12级：低精度级
(磨齿、剃齿可达到) (插齿、滚齿可达到) (一般的铣齿)
3、齿轮的侧隙规定(P79)
一对齿轮啮合时，非工作的齿面间应有一定的间隙。 间隙的作用是：贮存润滑油、补偿齿轮传动受力后的 弹性变形和热膨胀、以免传动产生干涉，出现卡死和 烧伤。 侧隙的大小按齿轮工作条件决定，与齿轮精度等级无 关。如重载荷、低速时要求较大；如需正、反转的齿 轮副则要求小。 侧隙的大小靠控制齿厚的偏差来实现。即分度圆上齿 厚略小于理论齿厚。国家标准规定了14种偏差代号。
4、滚齿的特点和应用(P102)
与铣齿相比滚齿有经下一些特点： 1)齿形精度和分度精度高：铣齿时铣刀与齿形存在理论
误差；滚齿机的分齿运动链的精度比分度头的精度要 高。滚齿精度8～7级；Ra值3.2～1.6。
2)生产率高：滚齿分度运动和切削运动是同时进行的。
3)滚齿设备和刀具复杂、费用高： 不能加工内齿轮和靠得太近的多联齿轮。
二、滚齿
1、滚齿的原理和滚刀(P100)
滚刀可看成是开槽和铲背的蜗杆。如P101图7-4所示。
由于齿条与同模数、不同齿数的渐开线齿轮都能正确 啮合，故用滚刀滚切同一模数、任何齿数的齿轮，都 能获得所要求的齿形。
滚齿适用于生产各种批量的直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗 轮，但不能加工内齿轮和相靠很近的多联齿轮。
按齿形形成的原理不同，齿轮加工可分为两种类型： 一种是成形法；另一种是展成法。
成形法：用与被切齿轮的齿槽形状相符的成形刀具切 出齿形。如铣齿、拉齿、成形磨齿等。
展成法：齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作对滚 运动。如滚齿、插齿、剃齿等。
一、铣齿
1、铣齿的方法(P98)
铣齿的方法属于成形法，如P99图7-1所示。铣刀的旋 转为主运动；工作台带着工件作纵向进给运动。
某一刀号的铣刀齿形与加工齿数范围中最小齿数的齿 槽形状相同。
2、铣齿的特点和应用(P100)
1)设备、刀具费用低：可使用普通车床，刀具制造简单。
2)生产率低：每铣一个槽需要切入、切出、退刀和分度 的辅助时间。
3)加工精度低：齿形误差大(铣刀本身存在误差)、分度 误差、铣刀刚度差。一般为9级，Ra值6.3～3.2um。
圆柱的齿轮应用最广，又可分为直齿、斜齿和人字齿 齿轮，齿轮的齿廓有渐开线、摆线和圆弧等，但常用 的是渐开线齿轮。
这里主要介绍渐开线圆柱齿轮的加工。
一、圆柱齿轮传动的精度要求与精度等级 1、齿轮的精度要求(P97)
根据齿轮传动的特点和不同用途，对其精度提出 以下三个组别的不同的要求： 1）运动的准确性：或称为第Ⅰ公差组。要求齿轮在一转 范围内，最大的转角误差应限制在一定范围内，以保 证传递运动的准确性。 2）传动的平衡性：或称为第Ⅱ公差组。要求齿轮传动的 瞬时速比变化小，以免引起冲击和噪声。 3）载荷分布的均匀性：或称为第Ⅲ公差组。要求齿轮啮 合时齿面接触良好，以免引起载荷集中，造成齿面局 部磨损，影响齿轮寿期。
2、滚齿运动(P101)
1)主运动：滚刀的旋转为主运动，其转速为n0(r/s)。
2)分齿运动：滚刀的转速n0和被切齿轮的转速nw之间必须 满足啮合关系。即： nw×Z= n0×K (Z为齿数、K为滚刀条数)
3)垂直进给运动：滚刀还应沿被切齿轮的轴线方向作垂 直进给，以切出整个齿宽。
3、滚刀的安装角度(P102)