齿轮齿形加工方法
机械加工方法与设备选用单元七 齿轮的齿形加工54页PPT
模数铣刀刀号 加工齿数范围
1
12～ 13
2
14～ 16
3
17～ 20
4
21～ 25
5
26～ 34
6
35～ 54
7
8
5加工方法
每种刀号的齿轮铣刀刀齿形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。
各个齿槽，所以刀具制造时产生的齿距累积误差将直接传递给被加工齿轮， 从而影响被切齿轮的运动精度。
（4）齿向偏差比滚齿大。因为插齿的齿向偏差取决于插齿机主轴回转轴线
与工作台回转轴线的平行度误差。由于插齿刀往复运动频繁，主轴与套筒容 易磨损，所以齿向偏差常比滚齿加工时要大。
（5）插齿的生产率比滚齿低。这是因为插齿刀的切削速度受往复运动惯
机械加工方法与设备选用单 元七 齿轮的齿形加工
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
7.3 滚齿加工 7.3.1 齿轮滚刀
1．齿轮滚刀的工作原理
把齿轮滚刀安装在滚齿机的刀架上，并将齿轮滚刀搬转一个螺 旋升角ω(该角等于容屑槽斜角)，使齿轮滚刀的齿向与被切齿轮 的齿向相同。调整好切削深度αp，齿轮滚刀旋转并下移进给。被 切齿轮按一定的传动比作圆周进给。这样就形成了展成运动。
图7-7 齿轮滚刀的工作原理和展成法加工齿轮
（a）展成过程 （b）生成齿廓 图7-2 齿廓展成原理 1-齿轮刀具 2-齿坯
第三讲齿轮加工方法
2.5.万能滚齿机的工作循环
2.6. 滚齿的先进技术
1) 多头滚刀滚齿。一般双头滚刀可提高效率40％，三头滚刀可提高效率 约50％，但滚刀各头之间的偏差影响齿轮的齿向精度。
2) 硬齿面滚齿技术。也称刮削加工。如与珩齿结合可部分代替磨齿，费 用仅为磨齿的1/3，效率比普通磨齿提高1～5倍，滚切精度可达到6级。
第三章 齿面加工方法
一、概述 二、滚齿 三、插齿 四、剃齿 五、珩齿 六、磨齿
一、齿轮加工方法概述
1. 制齿方法分类
铣削
精铸法
冷/热轧齿 无屑加 工方法 冷挤压法 切制法
成形法
磨削 拉齿 插齿 滚齿 剃齿 珩齿 磨齿 研齿
粉末冶金
精锻法
范成法 (展成法 共轭法 包络法)
2. 齿轮加工的一般工艺方案
2.7. 滚齿机概况
• 国产滚齿机型号示例：
滚齿机分类特点
普通型滚齿机(如Y38型)—7级，Ra3.2 按加工精 度分 精密滚齿机(如Y3150E型) —5级，Ra1.6 高精度滚齿机(如YGA31125)—4级，Ra1.25
立式滚齿机（如Y38型) 按结构分 卧式滚齿机（如Y3663型)
2.8. 滚刀制齿原理、分类特点
5) 调质齿轮>16应在调质前粗切齿，以确保轮齿达到图纸规 定的硬度。
2.10. 滚齿加工注意事项
6) 尽可能使齿坯直径比滚齿机工作台直径小80%，超出此范 围时应适当降低切削用量。 7) 滚齿机各种挂轮应保持清洁，调整挂轮间隙时只允许用紫 铜棒敲打挂轮架，严禁敲打挂轮，挂轮间隙以0.10mm～ 0.15mm为宜。 8) 齿坯找正时严禁在夹紧螺栓紧固的情况下，用重锤猛力敲 打。齿坯的夹紧螺栓严禁以梯形螺母拉紧工作台梯形槽进行 紧固。 9) 硬质合金滚刀、钴高速钢滚刀严禁粗加工中使用，使用硬 质合金滚刀精加工时，每次走刀齿面单面切削厚度不能超过 0.20mm。
齿轮齿形加工
7
1.6～0.8
3～4
0.4～0.1
5
0.4～0.2
6
0.8～0.4
7
1.6～0.8
0.4～0.2
滚齿或插齿
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剃齿
挤齿 珩齿 粗磨齿 ● ● ●
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Байду номын сангаас
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精磨齿
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③载荷分布的均匀性(第Ⅲ公差组)：要求齿轮工作时 齿面接触良好，并保证有一定的接触面积和 符合要求的接触位臵，以保证载荷分布均匀。 常用齿向公差Fβ表示。 作用：不至于齿面应力集中，引起齿面过早磨损， 从而降低使用寿命。 ④传动侧隙的合理性：要求啮合轮齿的非工作齿面间 留有一定的侧隙。 作用：方便于存储润滑油，补偿弹性变形和热变形 及齿轮的制造安装误差。 表示：用齿厚极限偏差或公法线平均长度偏差代号表 示。偏差代号共14种，如下表。齿厚极限偏差 的上偏差Ess及下偏差Esi从齿厚极限偏差表来 选用。例如上偏差选用F(=-4fPt)，下偏差选 用L(=-16fPt)，则齿厚极限偏差用代号FL表示。
3.插齿和滚齿的比较： 1)插齿的加工质量 ①插齿的齿形精度比滚齿高 制造齿轮滚刀时是近似造型 的蜗杆来替代渐开线基本蜗杆，有造形误差。插齿刀的齿 形比较简单，可通过高精度磨齿获得精确的渐开线齿形。 ②插齿后齿面的粗糙度比滚齿细 因为滚齿时，滚刀在齿 向方向上作间断切削，形成鱼鳞状波纹；插齿时插齿刀沿 齿向方向的切削是连续的。 ③插齿的运动精度比滚齿差 因为插齿机的传动链比滚齿 机多了一个刀具蜗轮副，即多了一部分传动误差。另外， 插齿刀本身的周节累积误差必然会反映到工件上。 ④插齿的齿向误差比滚齿大 插齿时的齿向误差主要决定 于插齿机主轴回转轴线与工作台回转轴线的平行度误差。 由于插齿刀工作时往复运动的频率高，使得主轴与套筒之 间的磨损大，因此插齿的齿向误差比滚齿大。
齿轮的加工工艺路线
齿轮的加工工艺路线
齿轮是一种常见的机械元件，广泛应用于机械传动中。
其加工工艺路线主要分为以下几个步骤：
第一步：材料准备
齿轮加工的第一步是材料准备。
齿轮通常制作于钢材、铸铁等金属材料上，其中最常用的是碳钢。
在加工之前需要检查材料质量，包括材料表面是否有裂纹、气泡、夹杂等缺陷，以及硬度、化学成分是否符合要求。
对于材料有缺陷或超出允许范围的需要退回或更换材料。
第二步：车削齿轮Blank
齿轮加工的第二步是车削齿轮Blank。
车削齿轮Blank是指在滚刀加工之前，将工件轮廓先用车床加工出来的工件。
车削Blank的目的是为了确保工件的轮廓尺寸准确，并为滚刀加工做好准备。
第三步：齿轮滚切
齿轮加工的第三步是齿轮滚切。
齿轮滚切是指用专门的齿轮滚刀将齿轮的齿形加工出来。
滚刀加工的优点是加工速度快，加工精度高，光洁度好，但需要注意切削力的控制，防止刀具损坏。
第四步：齿轮磨削与修整
齿轮加工的第四步是齿轮磨削与修整。
磨削是为了提高齿轮的加工精度和使用寿命，通常需要使用磨轮进行加工。
修整是为了处理齿轮的表面缺陷，包括丝印、烧伤、夹杂、掉块等，常见修整方法有打磨、电火花加工、喷砂等。
第五步：热处理
齿轮加工的第五步是热处理。
热处理是为了提高齿轮的机械性能，通常需要经历退火、正火、淬火、回火等多个程序。
选取适当的热处理工艺是齿轮性能得以发挥的关键。
综上所述，齿轮的加工工艺路线包括材料准备、车削齿轮Blank、齿轮滚切、齿轮磨削与修整、热处理等多个步骤，每个步骤都需要严格控制，确保齿轮的加工精度和使用寿命。
齿轮加工方法
当加工模数大于8mm的齿轮时，采用指状铣刀进行加工。
铣削斜齿圆柱齿轮必须在万能铣床进行。
铣削时工作台偏转一个角度，使其等于齿轮的螺旋角β，工件在随工作台进给的同时，由分度头带动作附加旋转一形成螺旋齿槽。
齿轮加工的关键是齿面加工。
目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和齿轮磨削加工。
前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿面加工方法。
后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。
按照加工原理，齿面加工可以分为成形法和展成法两大类。
成形法成形法是利用与被加工齿轮的齿槽断面形状一致的刀具，在齿坯上加工出齿面的方法。
成形铣削一般在普通铣床上进行。
点击动画能帮助你进一步理解。
铣削时工件安装在分度头上，铣刀旋转对工件进行切削加工，工作台直线进给运动，加工完一个齿槽，分度头将工件转过一个齿，再加工另一个齿槽，依次加工出所有齿槽。
展成法展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮副（齿条-齿轮或齿轮-齿轮）中的一个制作为刀具，另一个则作为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出齿廓。
下面以滚齿加工为例加以进一步说明。
在滚齿机上滚齿加工的过程，相当于一对交错轴斜齿轮互相啮合运动的过程，如图所示，只是其中一个斜齿轮的齿数极少，且分度圆上的螺旋升角也很小，所以它便成为如图所示的蜗杆。
再将蜗杆开槽并铲背、淬火、刃磨，便成为齿轮滚刀如图中的齿轮滚刀。
一般齿轮滚刀的法向截形状近似齿条形状，如图所示，因此，当齿轮滚刀按给定的切削速度转动时，它在空间便形成一个以等速v移动着的假想齿条，当这个假想齿条与被切齿轮按一定传动比作啮合运动时，便在轮坯上逐渐切出渐开线的齿形。
齿形的形成是由滚刀在连续旋转中依次对轮坯切削的数条刀刃线包络而成。
用展成法加工齿轮，可以用一把刀具加工同一模数不同齿数的齿轮，且加工精度和生产率也较高，因此各种齿轮加工机床广泛应用这种加工方法，如滚齿机、插齿机、剃齿机等。
此外，多数磨齿机及锥齿轮加工机床也是按展成法原理进行加工的。
齿轮加工工艺过程介绍
一、齿轮加工方式有哪几种类型齿轮是许多机械设备的核心传动部件，其加工质量的优劣对机械设备的稳定性和可靠性影响巨大，因此需要进行精细的齿轮加工处理。
齿轮加工方式的类型主要有以下几种：1、铣齿采用盘形模数铣刀或指状铣刀，对齿轮齿间进行铣削，铣齿属于成形法加工，铣刀刀齿截面形状与齿轮齿间形状相对应，铣齿法要求的设备简单，刀具成本低，但同时生产效率和制成齿轮的精度也较低。
2、磨齿磨齿可分为成形法磨齿和展成法磨齿两种，成形法磨齿主要用砂轮对齿轮齿间进行打磨，因砂轮不易修整，使用较少，一般用于单件小批量生产低精度的齿轮。
展成法磨齿是一种齿形精加工方法，特别适用于淬硬齿轮，通常采用蜗杆砂轮、锥形砂轮或碟形砂轮磨削，特点是加工精度高，修正误差的能力强。
3、滚齿滚齿属于展成法加工，通过模拟一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程，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。
再将蜗杆开槽并铲背，就成了齿轮滚刀。
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。
4、插齿插齿时，插齿刀与工件相当于一对圆柱齿轮的啮合。
插齿刀的往复运动是插齿的主运动，而插齿刀与工件按一定比例关系所作的圆周运动是插齿的进给运动，主要用于加工内、外啮合的圆柱齿轮，但不能加工蜗轮。
5、剃齿剃齿是是利用剃齿刀与被加工齿轮作自由啮合运动，借助于两者之间的相对滑移，从齿面上剃下很细的切屑，以提高齿面的精度。
剃齿还可形成鼓形齿，改善齿面接触区位置，常用于未淬火圆柱齿轮的精加工，生产效率很高，是软齿面精加工常见的加工方法之一。
6、珩齿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，但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。
二、齿轮加工工艺过程介绍齿轮加工工艺过程大致可分为以下几个阶段：1、齿坯加工经过热处理的毛坯进入机械加工，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形做准备，主要是加工出基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。
齿轮加工方式
第一章齿轮的种类及应用范围第一节齿轮种类齿轮传动是目前机械传动中应用最广泛、最常见的一种传动形式。
齿轮用它的轮齿来传递力矩和运动、变换运动的方向、指示读数及变换机构的位置等.齿轮按轮齿齿廓曲线，可分为渐开线、摆线、圆弧线、双圆弧线齿轮等.按其外形，可分成圆柱齿轮、锥齿轮、蜗杆蜗轮、鼓形齿轮、非圆齿轮等。
按其传动形式，又可分为平行轴传动、相交轴传动及交错轴传动。
第二节齿轮的应用范围及特点第二章齿轮加工方法及工艺过程第一节齿轮加工方法一、齿轮常用材料及其力学性能齿轮的轮齿在传动过程中要传递力矩而承受弯曲、冲击等载荷.通过一段时间的使用，轮齿还会发生齿面磨损、齿面点蚀、表面咬合和齿面塑性变形等情况而造成精度丧失，产生振动和噪声等故障。
齿轮的工作条件不同，轮齿的破坏形式也不同。
选取齿轮材料时，除考虑齿轮工作条件外，还应考虑齿轮的结构形状、生产数量、制造成本和材料货源等因素。
一般应满足下列几个基本要求：1。
轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。
2. 对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮，基体要有足够的抗弯强度与韧性.3。
要有良好的工艺性，即要易于切削加工和热处理性能好。
齿轮的常用材料及其力学性能见表1-3.二、常用齿形加工方法齿轮齿形的加工方法，有无切屑加工和切削加工两大类。
无切屑加工方法有：热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。
切削加工方法可分为成形法和展成法两种，其加工精度及适用范围见表1-4。
三、齿轮常用热处理（表1-5）第二节齿轮加工工艺过程齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。
齿轮加工的工艺,因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段.齿坯加工必须保证加工基准面精度。
热处理直接决定轮齿的内在质量，齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。
也反映了齿轮制造的水平。
在齿轮加工工艺上,对软齿面和中硬齿面齿轮（300～400HBS），一般工艺方法为调质后滚齿或插齿。
齿轮齿形加工
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 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 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形， 直齿插齿刀切削刃的端面投影就是产形齿轮的端面齿形，必 端面齿形 须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 须是渐开线。不考虑前角影响，插齿刀端面齿形是渐开线。 插齿刀有顶刃后角和 ②插齿刀有顶刃后角和 侧刃后角， 侧刃后角，重磨后顶圆 直径和分圆齿厚减小。 直径和分圆齿厚减小。 不同端剖面应是变位量 不同的变位齿轮， 不同的变位齿轮，新刀 变位量最大，重磨后逐 变位量最大， 渐减小。 剖面变位 渐减小。O-O剖面变位 剖面 量为零称为原始剖面， 量为零称为原始剖面， 具有标准齿形。 具有标准齿形。 插齿刀实质上是个变变位齿轮 插齿刀实质上是个变变位齿轮
（三）Y3150E滚齿机 滚齿机
1.机床的特点及用途 机床的特点及用途 能加工工件最大直径为 500mm，最大模数为8. ，最大模数为 2.机床的运动分析 机床的运动分析 抓两端—连中间 抓两端 连中间 （1）主运动传动链 ） 电动机→主轴（滚刀） 电动机 主轴（滚刀） 主轴 （2）展成运动传动链 ） 滚刀转1r→工件转 工件转K/z r 滚刀转 工件转 （3）进给传动链 ） 工件转1 刀架移动mm 工件转 r→刀架移动 刀架移动 （4）滚斜齿轮时的差动链 ） 刀架移动L 工件转 工件转± 刀架移动 →工件转±1r （5）滚切蜗轮 ） 径向法滚切
实际上必须用合成机构 实际上必须用合成机构 把展成运动要求工件转 动B12和差动链要求工件 附加转动B 迭加起来， 附加转动 22迭加起来， 然后再传给工作台。 然后再传给工作台。 滚齿机是根据滚切斜齿轮 的传动原理设计的。 的传动原理设计的。当滚 切直齿轮时， 切直齿轮时，将差动链断 开，并把合成机构固定成 一个整体。 一个整体。
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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。
不同的加工方法都有其优缺点，需要综合考虑相关因素选择合适的加工方法。
同时，加工过程中需要严格控制加工参数，保证齿轮的加工质量和精度。
齿轮齿形加工是一项复杂的工艺，需要丰富的经验和专业的技术支持。