第二篇第四章-齿轮加工机床

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第4章 齿轮加工机床

第4章  齿轮加工机床

4.1 工作原理和分类
4.1 工作原理和分类
2.展成法
展成法加工齿轮 是利用齿轮的啮合原理 进行的,即把齿轮啮合 副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。
4.1 工作原理和分类
二、齿轮加工机床的类型及其用途
按照被加工齿轮种类不同,齿轮加工机床可分为圆柱齿轮加工机 床和锥齿轮加工机床两大类。 圆柱齿轮加工机床:包括滚齿机、插齿机、剃齿机、珩齿机和磨齿 机等。 滚齿机:用于加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗杆。 插齿机:用于加工单联及多联的内、外直齿圆柱齿轮。 剃齿机:用于淬火前的直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓精加工。 珩齿机:主要用于对热处理后的直齿和斜齿圆柱齿轮的齿廓精加工。 珩齿对齿形精度改善不大,主要是降低齿面的表面粗糙度。 磨齿机:主要用于淬火后的圆柱齿轮的齿廓精加工。
其他齿轮加工机床
插 齿 机
主轴 插齿刀 立柱
工件
工作台 床身
4.4


其他齿轮加工机床
一、插齿机 的用途是加工内、外啮合的圆柱齿轮的轮齿,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。 1、插齿原理及运动: 插齿机的加工原理类似一对圆柱齿轮相啮合,其中一个是工件, 另一个是“特别的”齿轮(刀具),它的模数和压力角与被加工齿轮 相同。
珩齿加工是采用齿轮 形珩磨轮与被珩 齿轮作自由啮合 运动(相当于一 对交错轴斜齿轮 传动),利用其 齿面间的相对滑 动速度和压力进 行珩削的齿面精 加工方法.
磨齿机
刨齿机
铣齿机
拉齿机
4.1 工作原理和分类
三、齿轮制造技术的发展方向
传统的齿轮齿形加工是在齿轮未淬硬前,用滚齿或插齿的方法切出, 经剃齿后淬硬,精度要求高的齿轮,在热处理后还要进行精加工,如磨 齿、珩齿和研齿。珩齿、研齿和硬剃齿的发展是现今齿轮制造技术的一 个趋势。滚齿和插齿的高精度和高速切削也是值得注意的动向。 1.新型滚齿机和插齿机 YC3180型淬硬滚齿机吸收了国内外先进技术,机床结构优良, 动、静刚性好,工作精度高,特别适用于滚切淬硬(50~60)的直齿和斜齿 圆柱齿轮,也可用来滚切蜗轮,同时也能进行小锥度和鼓形齿等齿轮的 仿形加工。该机床也同样适合于非淬硬滚齿轮的滚切。

滚齿机

滚齿机

展成运动: 工件旋转运动与滚刀旋转运动配合 螺旋轨迹运动: 工件旋转运动与滚刀刀架直线进给运动配合
展成运动中的旋转运动B12和螺旋轨迹 运动的附加运动B22同时进行的,所以加工 时工件的旋转运动是两个运动合成,为使工 件同时接受两个运动而不发生矛盾,需在传 动系统中配置运动合成机构 合成。
2)、展成运动传动链
nc A = B 125 × u gv
实际工作中, 、 、 实际工作中,A、B、ugv查机床说明书中的专用表格 来选取。 来选取。
4).轴向进给传动链 ) 轴向进给传动链 (1)两端件的计算位移 ) 工作台(每转)--滚刀架 ( 工作台(每转)--滚刀架f(mm) )--滚刀架 (2)传动平衡式 )
滚切斜齿的传动原理:
滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图
展成运动、主运动以及轴向进给运动传动链与加工直齿圆柱 齿轮时相同。 附加运动传动链: 刀架(滚刀移动A21)一12—13一uy一14—15一[合成]一6—7 一u。一8—9一工作台(工件附加转动B22) ,以保证刀架沿工 件轴线方向移动一个螺旋线导程L时,工件附加转1转,形成 螺旋线齿线。(内联系传动链)
4、刀架快速移动的传动路线 快速电动机可使刀架作快速升降运动,以便调整刀架位 置及在进给前后实现快进和快退。此外,在加工斜齿圆柱齿 轮时,起动快速电动机,可经附加运动传动链传动工作台旋 转,以便检查工作台附加运动的方向是否正确。 刀架快速移动的传动路线: 快速电动机一3/26一M3一2/25一XⅪ(刀架轴向进给丝杠)
任务一:齿轮加工机床概述 任务二: Y3150E型滚齿机 任务三:其他齿轮加工机床
任务一、齿轮加工机床概述
一、齿轮加工机床概述
用来加工齿轮轮齿表面的机床
1.1、齿轮轮齿表面成形方法:

项目四齿轮加工机床

项目四齿轮加工机床

模数铣刀刀号及其加工齿数范围
刀号
123456 7
8
加工齿数 12 14 17 21 26 35 55~ 135以
范围
~~~~~~ 1

112235
3
每种刀号齿3 轮铣6 刀的0 刀齿5 形状4均按4加工齿4 数范围中最少齿数的齿形设计。
所以在加工该范围内加工其它齿数齿轮时,会有一定的齿形误差产生。
成形法铣齿的特点:
滚 B ) 刀 8 1 2 0 1 ( 2 3 2 3 4 3 合 5 成 e a c 机 1 工 B 构 ) 件 22 02 32 34 35 f bd96
定比4—5
Σ
ux 定比8—9
2.展成运动传动链:(滚切直齿、斜齿方向相反)Y3150E
(1) 末端件展成链是展成运动的内联系传动链。 两端件:滚刀——工件
⑤齿坯附加转动的方向
图a)为右旋滚刀切右旋齿轮,附加转动B22与B12同向,即比切直 齿时多转些。
图b)为右旋滚刀切左旋齿轮,附加转动B22与B12反向,即比切直 齿时少转些。
滚切斜齿圆柱齿轮(附加转动方向)
3、工件附加转动方向:图4-9所示。
B12旋转方向:按滚刀齿螺旋方向决定“右逆左顺” B22旋转方向:按工件齿螺旋方向决定“右逆左顺”
Y3150E型滚齿机
由床身1、立柱2、刀架溜板3、滚刀架4、工作台8
二 YC3180型滚齿机工艺范围
❖ 特别适合滚切淬硬的直齿和斜齿圆柱齿,也 可以滚切涡轮,同时进行小锥度、鼓形齿等 齿轮的仿形加工;
❖ 工件最大直径 800mm,最大模数10mm,最 少工件齿数8;
❖ 除了具备普通滚齿机的全部功能外,还能采 用硬质合金滚刀对高硬度齿面齿轮用滚切工 艺进行半精加工或精加工,以滚代磨,所以 它提高齿轮加工精度。

第四章-齿轮加工机床分解PPT课件

第四章-齿轮加工机床分解PPT课件

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8
4.2 滚齿机
一、滚齿原理
1-滚刀;2-工件
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4.2 滚齿机
一、滚齿原理
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4.2 滚齿机
一、滚齿原理
(一) 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
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4.2 滚齿机 滚齿机动态传动路线
(一) 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理
滚切直齿圆柱齿轮的. 传动原理图
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4.2 滚齿机
(一) 加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理 1.范成运动
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4.3 其它类型齿轮加工机床
(二)插齿机的运动
4.让刀运动
让开和恢复原位的运动
5.径向切入运动
即让工件逐渐地向插齿刀(或插齿刀向工件)作径向切入运动。
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4.3 其它类型齿轮加工机床
(三)插齿机的传动原理
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50
4.3 其它类型齿轮加工机床
二、圆柱齿轮磨齿机
磨齿机是用磨削方法对齿轮轮齿面进行精加工的精密机床,主要用 于淬硬齿轮的精加工,齿轮精度可达到6级或更高。 (一)磨齿原理及所需运动 1、成形法的磨齿原理
附加运动传动链:刀架(滚刀移动A21)—12—13—uy—14— 15—[合成] —6—7—ux—8—9—工作台(工件附加转动B22)
.
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4.2 滚齿机
(三)滚齿机的运动合成机构
合成机构动态演示
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23
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24
4.2 滚齿机
(四)加工蜗轮时的运动和传动原理
根据切入进给方法不同,滚切蜗轮的方法有两种:
2.轴向进给运动
轴向进给运动是砂轮的往复直线运动A2,由外联系传动链“5— 6—uf—7—8—9曲柄偏心盘机构P—砂轮架溜板(砂轮移动)”实现。 uf为调整砂轮轴向进给速度的换置机构。

第4章 齿轮加工机床

第4章 齿轮加工机床
第四章 齿轮加工机床
Gear Cutting Machine
机械制造装备设计 1
本章目的
• 学习齿轮加工机床的用途、分类、 加工方法; • 掌握滚齿机的加工原理、传动原理 及运动分析; • 了解滚刀安装角的调整、运动方向 的确定。
机械制造装备设计 2
重点与难点
• 滚齿机的传动原理
机械制造装备设计 3
机械制造装备设计 61
Y3150E主要参数
• • • • • • • 最大加工直径 500mm 最大加工模数 8mm 最大加工宽度 250mm 工件最少齿数 Z=5*K 主电机功率5.5kW 转速1410rpm 机床重量 4300kg • 主轴转速 9级 40-250 • 刀架垂直进给量 12级 0.4-4mm/工作台每转 • 刀架最大回转角度 240o
机械制造装备设计 57
第三节 Y3150E型滚齿机传动系统及 其调整计算
机械制造装备设计 58
机械制造装备设计 59
1. 组成
• • • • • • • 床身 立柱 刀架溜板 工作台 心轴 后立柱 支架 • 刀杆 • 刀架体 • 床鞍
机械制造装备设计 60
2. 加工范围
• • • • • 直齿圆柱外齿轮 斜齿圆柱外齿轮 蜗轮 短花键轴 成批、小批、单件生产
• 这种加工方法在一般滚齿机上都可进行。 • 运动: 滚刀旋转运动+工件旋转运动 范成齿形
切入进给运动,使滚刀从蜗轮齿顶逐渐切 入至全齿深。 • 机床的传动原理
机械制造装备设计 41
2) 切向进给法
机械制造装备设计 42
• • • •
滚齿机滚刀刀架上要具备切向进给溜板 采用带切削锥的蜗轮滚刀 加工前,调整滚刀与工件轴线之间的距离 加工时,滚刀沿工件切线方向完成切向进给运 动。 • 工件的附加运动:蜗杆轴向移动时带动蜗轮转 动一样,即滚刀切向移动一个齿距的同时,工 件必须附加转动一个齿,附加运动的方向则与 滚刀切向进给方向相对应。

金属切削10机床概论齿轮加工机床

金属切削10机床概论齿轮加工机床
展成法 要一个独立的成形运动 ,由刀具与工件共同完成。
➢ 展成法加工齿轮是应用齿轮的啮合原理进行的。 ➢ 属于展成法的有滚齿、插齿、梳齿、剃齿、研齿、珩齿、
展成法磨齿等。 ➢ 用展成法加工齿轮的优点是,只要模数和压力角相同,
一把刀具可加工任意齿数的齿轮。这种方法的加工精度 和生产率较高,因而在齿轮加工机床中应用最为广泛。
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滚齿机
3.滚刀的安装
➢ 当被加工的斜齿轮与滚刀的螺旋线方向相反时,安 装角δ=β+ω (β—被加工齿轮的螺旋角;ω—滚 刀的螺旋升角)
21
滚齿机
滚刀的安装 小结
➢滚齿加工相当于一对交错轴的螺旋传 动,两齿轮相啮合时轮齿的齿向必须 保持一致;则安装角 δ=β±ω
螺旋线方向相同时取“—” ; 螺旋线方向相反时取“+”;
6
齿轮加工方法与加工机床
(2)成形法加工齿轮的特点 ➢ 精度不高 ➢ 生产率也较低(每加工完一齿均需分度) ➢ 可以用通用机床(如普通铣床)加工。 ➢ 多用于对精度要求不高的修配行业,及重型机器
制造业中,以解决大型齿轮加工机床的问题。
7
齿轮加工方法与加工机床
刀刃为一条切削线,但形状与发生线不吻合,刀具与工件作展 成运动,发生线是切削刃各瞬时位置的的包络线。 此发生线需
1×80/20×28/28×28/28×28/28 ×42/56×i合成×e/f×a/b×c/d ×1/72=K/z
滚直齿轮时,u合成=1 (3)进给传动链:工件转1 r→刀架移动mm 1×72/1×2/25×39/39×a1/b1 ×23/69 ×iⅩⅡ—ⅩⅢ ×2/25×3π=f (4)滚斜齿轮时的差动链:刀架移动L →工件转±1r
➢属于成形法的有如铣齿、拉齿、冲齿、成形磨齿等。 ➢优点是不需要专门的齿轮加工机床,可在通用机床上进行加工。 ➢实际生产中,每一种模数通常只配有八把一套或十五把一套的 成形铣刀。每把刀具适应一定的齿数范围,这样加工出来的渐开 线齿廓是近似的,加工精度低。且加工过程中需要周期分度,生 产率低。 ➢常用于单件小批生产和加工精度要求不高的修配行业中。 ➢在大批量生产中,也有采用多齿廓成形刀具加工齿轮的内齿轮, 但刀具制造复杂且成本较高。

第4章齿轮加工机床

第4章齿轮加工机床

第4章齿轮加工机床第4章齿轮加工机床1. 分析比较展成法与成形法加工圆柱齿轮各有何特点?2.在滚齿机上滚切斜齿圆柱齿轮时,附加运动和垂直进给运动传动链的两端件都是工作台和刀架,这两条传动链是否可以合并为一条传动链,为什么?3.在滚齿机上加工直齿和斜齿圆柱齿轮时,如何确定滚刀刀架扳转角度与方向?如扳转角度有误差或方向有误,将会产生什么后果?4.滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时,工件的展成运动和附加运动的方向如何确定?以YC3180型滚齿机为例,说明在使用中如何检查这两种运动方向是否正确?5.在滚齿机上加工一对斜齿圆柱齿轮时,当一个齿轮加工完成后,再加工另一个齿轮前应当进行哪些交换齿轮计算和机床调整工作?6.在其他条件不变,而只改变下列某一条件的情况下,滚齿机的哪些传动链的换向机构应变向:1)由滚切右旋改为滚切左旋。

2)由逆铣滚齿改为顺铣滚齿(改变轴向进给方向)。

3)由使用右旋滚刀改为左旋滚刀。

4)由加工直齿齿轮改为加工斜齿齿轮。

7.在YC3180(与YC3150一致)滚齿机上加工直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮,在初次滚切完毕后,是否可以采用快速电动机驱动刀架返回,再滚切第二次?对齿形会有何影响?8.在 YC3180 (与YC3150一致)滚齿机上,采用单头右旋滚刀,滚刀螺纹升角ψ=5º,滚刀直径为55mm,分别加工直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮,斜齿螺旋方向右旋,螺旋角β=15º。

要求:1)分别画图表示滚刀安装角δ、刀架扳动方向,滚刀和工件的运动方向。

2)列出加工时各传动链的运动平衡式,不需计算,并说出其作用。

9.对比滚齿机和插齿机的加工方法,说明它们各自的特点及主要应用范围。

10.在插齿机上加工直齿圆柱齿轮,主要有哪些运动组成?其中那些运动不参与工件表面的形成过程?。

机械制造装备概论(第4章 齿轮加工机床)-new

机械制造装备概论(第4章 齿轮加工机床)-new

滚齿原理
滚齿原理
滚齿相当于两轴交错的一对无啮合间隙的斜齿轮的啮合传动 (可近似看作是无啮合间隙的齿轮齿条的啮合运动)。
滚刀
二. 滚切直齿圆柱齿轮 1、母线、导线成形及其运动(工件形状成形角度分
析)) 1) 母线的形状--用范成法形成渐开线母线; 导线的形状-用相切法形成齿轮(槽)表面的直线 导线; 2) 成形运动— 母线→滚刀转动n1(切削)和工件转动n2构成复 合成 形运动(展成运动),有啮合约束关系:
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§4-1 齿轮的加工方法
1. 成形法(精度低+效率不高)-----应用较少 运动分析:母线(渐开线)--成形法 导线(直线/螺旋线/弧线)--相切法
①盘状齿轮铣刀:为铲齿成形铣刀,其加工精度,生 产率都较低,但结构简单,成本低.刀具是旋转运动;铣刀 沿齿轮坯的轴向移动。
铣削螺旋齿轮示意图
②指状齿轮铣刀:加工模数较大 齿轮.(m=10~100mm),如:直齿 圆柱齿轮,斜齿圆柱齿,人字齿。
形成齿长(导线)的运动-- (轴向进给运动A21 )---相切法 (2)对于加工斜齿轮时,其导线为螺旋线— (轴向进给运动( A21 )+附加运动( B22)) --相切法
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二 传动系统(传动链)分析
YC3180型淬硬滚齿机的传动系统图,如 图所示,该传动系统图有5条传动链。 1.主运动传动链 2.展(范)成运动传动链 3. 轴向进给传动链 -----加工直齿
第四章 齿轮加工机床
重点:滚齿机展成法加工齿轮(直齿+斜齿) 1. 滚齿机的运动分析+传动链分析 +安装角 2. 滚齿机传动系统之传动路线及其调整方法 分析(了解各级传动齿轮搭配及其传动比关系) 一般掌握: 1. 成形法 的加工特点(加工锥齿+修配等) 2. 插齿机的运动分析及传动链分析(展成法) 了解:各传动链运动平衡式计算方法,磨齿+锥齿 及弧齿加工(单齿分度展成法)
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1.主运动传动链 ——外联系传动链
找首、末件: 首件:电动机——末件:滚刀架主轴
换置式:
2.展成运动传动链 ——内联系传动链
首件:滚刀主轴1r——末件:工作台(工件)K/Z
换置式:
当加工直齿圆柱齿轮时,U合成=1; 当加工斜齿圆柱齿轮时,U合成=-1
3.进给传动链
——外联系传动链
首件:工作台(工件)1r——末件:滚刀架f
三、滚切斜齿圆柱齿轮运动分析
பைடு நூலகம்
1.主运动:滚刀的旋转(B11)。
2外.展传成动运链动::电维机持-1滚-2刀- 与被 u切 (vB-31齿-1、4轮-B滚之12刀)间。的 啮 合 关 系 。
滚刀旋转——1/K转(1齿) 齿坯旋转——1/ z 转(1齿)
3内u.进保 切x-传6给出证-动7齿运滚-链工形动刀:件。(在滚。(螺齿A刀2旋轮1-和4运全-5B动-齿22))宽上:
滚刀旋转——1/K转(1齿) 齿坯旋转——1/ z 转(1齿)
3内u.进轮 (xA-传6给2全-)动7运-齿链工动宽:件:滚。上保刀切证-4出滚-5齿刀- 形在
齿 。
工件每转一转,滚刀移 动的距离。(mm/r)
外传动链:工件-7-8-uf9-10-刀架升降丝杠。
4.滚刀的安装
滚刀螺旋升角为λ0(ω ) 加工直齿时,滚刀轴线与齿 坯端面倾斜δ角,称为安装角, 等于螺旋升角。 注意: 右旋滚刀如图 左旋滚刀相反
(3)左旋滚刀切右旋齿轮——B22与B12反向 (4)左旋滚刀切左旋齿轮——B22与B12同向
5.滚刀的安装
安装角δ—取决于滚刀螺 旋升角λ0(ω ) 、旋向及齿 轮螺旋角β、旋向。
(1)右旋滚刀切右旋齿轮图a
——δ= β-λ0
(2)右旋滚刀切左旋齿轮图b
——δ= β+λ0
结论: 二者同向时δ= β-λ0 ; 二者反向时δ= β+λ0。 右旋滚刀如图,左旋相反。
四、Y3150E(YC3180)滚齿机
用途: 主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮。 总体布局:
床身——支撑件; 立柱——安装传动系统; 滚刀架——可沿立柱上的导 轨上下移动; 主轴——带动刀具旋转; 小立柱——连同工作台一起 作水平方向移动以适应不同的 直径工件; 心轴——安装工件用; 工作台 ——工件随其旋转。
1. 成 形 法
要求:刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。 优点:机床较简单,可利用通用机床加工。 缺点:加工出来的齿形是近似的,加工精度较低;
每加工完一齿槽后,工件需周期地分度一次,生产率较低。 铣齿:成形法加工齿轮的方法
成形法铣齿一般用 于单件小批量生产 或机修工作中 。
铣齿时,应根据被 切齿轮的齿数选出 相应刀号的铣刀。
第二节 滚齿机
一、滚齿原理 —根据展成法的原理,模拟一对螺旋齿轮啮合过程。
形成滚刀:齿数少、螺旋角大——演变成蜗杆状; 垂直螺旋线方向开槽——形成容屑槽、切削刃。
{ 直齿圆
柱齿轮
母线:渐开线,展成法,1个复合运动,B11+B12 导线:直线,旋切法,2个简单运动,B11+A2
{ 斜齿圆
柱齿轮
母线:渐开线,展成法,1个复合运动,B11+B12 导线:旋切法与螺旋法,2个运动,B11+(A21+B22)
注意:滚齿机是根据滚切斜 齿轮的传动原理设计的。当 滚切直齿轮时,将差动链断 开,并把合成机构固定成一 个整体。
4.齿坯附加转动的方向
(1)右旋滚刀切右旋齿轮(图a) ——附加转动B22与B12同向,即比切直齿时多转些。
(2)右旋滚刀切左旋齿轮(图b) ——附加转动B22与B12反向,即比切直齿时少转些。
换置式:
4.差动传动链
——内联系传动链
首件:滚刀架T——末件:工作台(工件)±1r
换置式:
5.快速移动传动链
首件:快速电动机——末件:滚刀架
用途:主要用于调整机床,以及 加工时刀具快速接近工件或快速 停止。
快速传动链接通时,其他传动链的工作状态: 快速传动链接通时,进给传动链必须脱开; 快速传动链接通时,差动传动链不能断开; 快速传动链接通时,展成、主传动链,可断可不断。
差动链(B22附加运动): 滚刀架移动一个导程,工件 转一转。
产生进给的外传动链:工件-78-uf-9-10-刀架升降丝杠 产生螺旋线的内传动链:刀架 升降丝杠-11-uy-12-7-工件
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B22迭 加起来,然后再传给工作台, 避免干涉。
精品课件!
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其余齿轮加工方法与其他机床
其余齿轮加工方法: •插齿、剃齿、珩齿、磨齿等。
其他机床: •铣削、镗削、钻削、扩孔、绞孔、磨平面、 磨孔、研磨、珩磨、刨削、插削与拉削等。
滚齿机运动分析: 主运动——滚刀旋转运动; 展成(啮合)运动——齿坯与滚刀按一定速比转动; 进给运动——滚刀沿齿坯轴向运动。
二、滚切直齿圆柱齿轮运动分析
1.主运动:滚刀的旋转(B11)。
2外.展传成动运链动::电维机持-1滚-2刀- 与被 u切 (vB-31齿-1、4轮-B滚之12刀)间。的 啮 合 关 系 。
2. 展成法(范成法)
展成法: 利用齿轮的啮合原理。把齿轮啮合副(齿条--齿轮、齿 轮--齿轮)中的一个转化为刀具;另一个转化为工件,并强 制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。
优点:每种模数,用一把刀具就可加工各种不同齿数的齿轮; 加工精度和生产率一般比较高; 应用广泛。
滚齿:
根据展成法的原理加工 齿轮的方法。
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