學(xué)習(xí)情境5圓柱齒輪的機(jī)械加工工藝卡片設(shè)計(jì)

1、機(jī)械制造工藝學(xué)學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境5 5 圓柱齒輪的機(jī)械加工圓柱齒輪的機(jī)械加工工藝卡片設(shè)計(jì)工藝卡片設(shè)計(jì) 機(jī)械制造工藝學(xué) 給定任務(wù)：給定任務(wù)： 圖圖5-1所示為成批生產(chǎn)，材料為所示為成批生產(chǎn)，材料為40Cr，精度為，精度為7級(jí)的雙聯(lián)圓級(jí)的雙聯(lián)圓柱齒輪；圖柱齒輪；圖5-2所示為小批量生產(chǎn)，材料為所示為小批量生產(chǎn)，材料為40Cr，精度為，精度為6-5-5的高精度單齒圓柱齒輪。試編制其機(jī)械加工工藝過(guò)程。的高精度單齒圓柱齒輪。試編制其機(jī)械加工工藝過(guò)程。圖圖5-1 雙聯(lián)齒輪雙聯(lián)齒輪圖圖5-2 高精度齒輪簡(jiǎn)圖高精度齒輪簡(jiǎn)圖機(jī)械制造工藝學(xué) 任務(wù)分析：任務(wù)分析： 1. 圓圓柱柱齒輪齒輪的功用的功用與結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)特

2、點(diǎn)(a)、(b)、(c)單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)盤(pán)形齒輪單聯(lián)、雙聯(lián)、三聯(lián)盤(pán)形齒輪 (d)內(nèi)齒輪內(nèi)齒輪 (e)套筒齒輪套筒齒輪 (f)軸齒輪軸齒輪 (g)齒條齒條圖圖5-3 圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)形式機(jī)械制造工藝學(xué)1.1.齒輪的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒輪的功用和結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （1 1）功用）功用：按照規(guī)定的速比傳遞：按照規(guī)定的速比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力 。 （2 2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：工藝觀點(diǎn)大體上可以把它們分為：工藝觀點(diǎn)大體上可以把它們分為齒圈和輪體兩部分。齒圈和輪體兩部分。 齒圈上的輪齒的分布形式：齒圈上的輪齒的分布形式：直齒，斜齒，人字齒，直齒，斜齒，人字齒，單齒圈（工藝性好），多齒圈。單齒圈（

3、工藝性好），多齒圈。 齒圈上的輪齒的齒形：齒圈上的輪齒的齒形：漸開(kāi)線齒輪和擺線齒輪漸開(kāi)線齒輪和擺線齒輪 輪體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輪體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：盤(pán)形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、盤(pán)形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪、內(nèi)齒輪，齒條。扇形齒輪、內(nèi)齒輪，齒條。 應(yīng)用最廣應(yīng)用最廣：漸開(kāi)線齒形直齒盤(pán)形圓柱齒輪：漸開(kāi)線齒形直齒盤(pán)形圓柱齒輪 任務(wù)分析：任務(wù)分析：機(jī)械制造工藝學(xué)55 圓柱齒輪加工圓柱齒輪加工(a)(a)、 (b)(b)、 (c) (c) 單聯(lián)、單聯(lián)、 雙聯(lián)、雙聯(lián)、 三聯(lián)三聯(lián)盤(pán)形齒輪盤(pán)形齒輪； (d) (d) 內(nèi)齒輪；內(nèi)齒輪； (e) (e) 套筒齒輪；套筒齒輪； (f) (f) 軸齒輪；軸齒輪； (g) (

4、g) 齒條齒條 機(jī)械制造工藝學(xué) 齒輪的加工工藝性：齒輪的加工工藝性：齒輪的結(jié)構(gòu)形式直接影響齒輪的結(jié)構(gòu)形式直接影響齒輪的加工工藝過(guò)程。齒輪的加工工藝過(guò)程。 單齒圈盤(pán)類(lèi)齒輪單齒圈盤(pán)類(lèi)齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性的結(jié)構(gòu)工藝性最好最好，可采用任，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；何一種齒形加工方法加工輪齒； 雙聯(lián)或三聯(lián)雙聯(lián)或三聯(lián)等多齒圈齒輪的等多齒圈齒輪的小齒圈小齒圈的加工受齒的加工受齒圈間軸向距離的限制，其齒形加工方法的選擇就受圈間軸向距離的限制，其齒形加工方法的選擇就受到限制，到限制，加工工藝性差加工工藝性差。機(jī)械制造工藝學(xué)2.2.齒輪的技術(shù)要求齒輪的技術(shù)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

5、力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(mǎn)足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(mǎn)足以下要求：以下要求：（1 1） 運(yùn)動(dòng)精度運(yùn)動(dòng)精度 要求齒輪能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)，要求齒輪能準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比恒定傳動(dòng)比恒定，即要求齒輪，即要求齒輪在在一轉(zhuǎn)中一轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。，轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。（2 2） 工作平穩(wěn)性。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)制齒輪傳動(dòng)時(shí)瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，即限制齒輪在轉(zhuǎn)過(guò)一即限制齒輪

6、在轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒形個(gè)齒形角角時(shí)的時(shí)的轉(zhuǎn)角誤差轉(zhuǎn)角誤差。 機(jī)械制造工藝學(xué)（3 3）接觸精度）接觸精度 齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應(yīng)齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)，為了不致因載荷分布不均勻使接觸應(yīng)力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損，這就要求力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損，這就要求齒輪工作時(shí)齒面接觸要齒輪工作時(shí)齒面接觸要均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置均勻，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置。（4 4） 齒側(cè)間隙。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，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，其即為齒側(cè)間隙，其作用是貯存潤(rùn)滑油作用是貯存潤(rùn)滑油，使

7、齒面工作時(shí)減少磨損；，使齒面工作時(shí)減少磨損；同時(shí)可以同時(shí)可以補(bǔ)償補(bǔ)償熱變形、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素?zé)嶙冃?、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素引起的引起的齒側(cè)間隙減小，防止卡死齒側(cè)間隙減小，防止卡死。機(jī)械制造工藝學(xué)3. 齒齒坯的技坯的技術(shù)術(shù)要求要求基準(zhǔn)孔（或基準(zhǔn)孔（或軸軸）的直）的直徑徑公差，基準(zhǔn)端面的端面跳公差，基準(zhǔn)端面的端面跳動(dòng)動(dòng)機(jī)械制造工藝學(xué)4.4.齒輪材料與毛坯齒輪材料與毛坯齒輪材料齒輪材料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，大的影響， 選擇時(shí)選擇時(shí)主要應(yīng)考慮齒輪的工作條件主要應(yīng)考慮齒輪的工作條件（如速

8、度與載（如速度與載荷）荷）和失效形式和失效形式（如點(diǎn)蝕、如點(diǎn)蝕、 剝落或折斷等）。剝落或折斷等）。 （1 1）中碳結(jié)構(gòu)鋼（如）中碳結(jié)構(gòu)鋼（如4545鋼）鋼） 這種鋼經(jīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火后，綜合力學(xué)性能較好，但這種鋼經(jīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火后，綜合力學(xué)性能較好，但齒面粗糙度較粗，主要適用于齒面粗糙度較粗，主要適用于低速、輕載或中載的低速、輕載或中載的一般用途的一般用途的齒輪。齒輪。 機(jī)械制造工藝學(xué)（2 2） 中碳合金結(jié)構(gòu)鋼（如中碳合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr40Cr） 這種鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火后綜合力學(xué)性能這種鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)或表面淬火后綜合力學(xué)性能較較4545鋼好，且熱處理變形小，鋼好，且熱處理變形小， 適用

9、于適用于速度較高、速度較高、載荷大及精度較高的載荷大及精度較高的齒輪。齒輪。 某些高速齒輪某些高速齒輪，為提高齒面的耐磨性，減，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，可選用氮化少熱處理后的變形，不再進(jìn)行磨齒，可選用氮化鋼（如鋼（如38CrMoAlA38CrMoAlA）進(jìn)行）進(jìn)行氮化氮化處理。處理。 機(jī)械制造工藝學(xué)（3 3） 滲碳鋼（滲碳鋼（如如20Cr20Cr和和20CrMnTi20CrMnTi等）等） 這種鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲等滲碳淬火后，這種鋼經(jīng)滲碳或碳氮共滲等滲碳淬火后，齒面硬齒面硬度度可達(dá)可達(dá)5863HRC， 而芯部又有較高的韌性，而芯部又有較高的韌性， 既耐既耐磨又能承

10、受沖擊載荷，磨又能承受沖擊載荷， 適用于適用于高速、高速、 中載或有沖擊中載或有沖擊載荷的載荷的齒輪。齒輪。 （4） 鑄鐵及其它非金屬材料鑄鐵及其它非金屬材料（如夾布膠木與尼（如夾布膠木與尼龍等）龍等） 這些材料強(qiáng)度低，容易加工，適用于一些這些材料強(qiáng)度低，容易加工，適用于一些較輕較輕載載荷下荷下的齒輪傳動(dòng)。的齒輪傳動(dòng)。 機(jī)械制造工藝學(xué)齒輪毛坯齒輪毛坯 棒料棒料；小尺寸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不太重要的齒輪小尺寸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不太重要的齒輪 鍛件鍛件：一般均采用鍛造毛坯一般均采用鍛造毛坯。強(qiáng)度高，耐磨，耐沖擊強(qiáng)度高，耐磨，耐沖擊 生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的采用自由鍛造，生產(chǎn)批量較大生產(chǎn)批量較小或尺寸較大的采用自

11、由鍛造，生產(chǎn)批量較大的中小齒輪采用模鍛。的中小齒輪采用模鍛。 鑄鋼鑄鋼：對(duì)于直徑很大且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、不便鍛造的齒輪對(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，故加工性能不好，故加工前應(yīng)先經(jīng)過(guò)正火處理加工前應(yīng)先經(jīng)過(guò)正火處理，消除內(nèi)應(yīng)力和，消除內(nèi)應(yīng)力和硬度的不均勻性，硬度的不均勻性， 以改善加工性能。以改善加工性能。機(jī)械制造工藝學(xué)知識(shí)準(zhǔn)備：知識(shí)準(zhǔn)備：一、毛坯的選擇一、毛坯的選擇 1. 1. 常見(jiàn)毛坯的種類(lèi)常見(jiàn)毛坯的種類(lèi) 1 1）鑄件）鑄件形狀復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前

12、鑄形狀復(fù)雜的零件毛坯，宜采用鑄造方法制造。目前鑄件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模件大多用砂型鑄造，它又分為木模手工造型和金屬模機(jī)器造型。機(jī)器造型。 木模手工造型鑄件精度低，加工表面余木模手工造型鑄件精度低，加工表面余量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的量大，生產(chǎn)率低，適用于單件小批生產(chǎn)或大型零件的鑄造。金屬模機(jī)器造型生產(chǎn)率高，鑄造。金屬模機(jī)器造型生產(chǎn)率高， 鑄件精度高，但鑄件精度高，但設(shè)備費(fèi)用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量設(shè)備費(fèi)用高，鑄件的重量也受到限制，適用于大批量生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄生產(chǎn)的中小鑄件。其次，少量質(zhì)量要求較高的小型鑄件可

13、采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄件可采用特種鑄造（如壓力鑄造、離心制造和熔模鑄造等）。造等）。 機(jī)械制造工藝學(xué)) )型材型材 型材有很多的品種。常用型材的斷面有型材有很多的品種。常用型材的斷面有圓形、方形、長(zhǎng)方形、六角形，以及管材、板材、帶圓形、方形、長(zhǎng)方形、六角形，以及管材、板材、帶材等。型材有熱軋和冷拉兩種材等。型材有熱軋和冷拉兩種) )鍛件鍛件 鍛件能獲得纖維組織的連續(xù)性和均勻分鍛件能獲得纖維組織的連續(xù)性和均勻分布，從而提高了零件的強(qiáng)度，所以適用于制造強(qiáng)度要布，從而提高了零件的強(qiáng)度，所以適用于制造強(qiáng)度要求較高，形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯。求較高，形狀比較簡(jiǎn)單的零件毛坯。) )焊接件

14、焊接件 將型鋼或鋼板焊接成所需要的結(jié)構(gòu)件，將型鋼或鋼板焊接成所需要的結(jié)構(gòu)件，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)重量輕，制造周期短，但焊接結(jié)構(gòu)的抗其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)重量輕，制造周期短，但焊接結(jié)構(gòu)的抗振性差，零件的熱變形大。振性差，零件的熱變形大。) )沖壓件沖壓件 沖壓件的精度較高，沖壓生產(chǎn)的效率沖壓件的精度較高，沖壓生產(chǎn)的效率也比較高，適于加工形狀復(fù)雜，批量較大的中小尺寸也比較高，適于加工形狀復(fù)雜，批量較大的中小尺寸板料零件。板料零件。機(jī)械制造工藝學(xué) 2. 選擇毛坯應(yīng)考慮的因素 毛坯質(zhì)量的提高，對(duì)減少機(jī)械加工量，降低加工成本，提高加工材料的利用率都是十分有利的。但是，在一定的生產(chǎn)技術(shù)的條件下，毛坯質(zhì)量的提高也將伴隨著毛坯

15、制造難度的增加，也就意味著毛坯制造成本的增加。因此，在選擇毛坯材料和制造方法時(shí)，應(yīng)考慮如下幾個(gè)問(wèn)題。 1）零件生產(chǎn)綱領(lǐng)的大小 當(dāng)零件產(chǎn)量較大時(shí)，應(yīng)選擇精度和生產(chǎn)率比較高的毛坯制造方法。在單件小批生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)選擇精度較低和生產(chǎn)率較低的毛坯生產(chǎn)方法。 2）毛坯材料及工藝特性 毛坯材料的選擇一般是根據(jù)零件在機(jī)器中的作用為依據(jù)的。主要是考慮機(jī)器工作對(duì)零件強(qiáng)度、剛度、韌性、耐磨性、耐腐蝕等方面的要求。在滿(mǎn)足使用要求原前提下，再來(lái)考慮加工工藝對(duì)毛坯材料及工藝性的要求。機(jī)械制造工藝學(xué)對(duì)機(jī)械性能要求高的鋼制零件，應(yīng)選擇鍛造毛對(duì)機(jī)械性能要求高的鋼制零件，應(yīng)選擇鍛造毛坯。對(duì)某些材料，如鑄鐵、鑄鋁等，只能采用鑄坯。對(duì)

16、某些材料，如鑄鐵、鑄鋁等，只能采用鑄造成形。造成形。 3）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸）零件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 零件形狀的復(fù)雜零件形狀的復(fù)雜程度、尺寸的大小對(duì)毛坯的制造方法確定有很大程度、尺寸的大小對(duì)毛坯的制造方法確定有很大的影響。形狀復(fù)雜的零件，一般不宜采用金屬模的影響。形狀復(fù)雜的零件，一般不宜采用金屬模鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄造；尺寸較大的毛坯，往往不能采用模鍛、壓鑄、精鑄，而應(yīng)選擇砂型鑄造、自由鍛和焊接等鑄、精鑄，而應(yīng)選擇砂型鑄造、自由鍛和焊接等方法制造毛坯。方法制造毛坯。 4）毛坯的制造還必須考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，）毛坯的制造還必須考慮現(xiàn)有的生產(chǎn)條件，充分挖潛，提高毛坯質(zhì)量。充

17、分挖潛，提高毛坯質(zhì)量。 機(jī)械制造工藝學(xué)二、實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件加工精度的方法二、實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件加工精度的方法 1. 1. 試切法試切法即先加工出很小的一部分表面，測(cè)量試切所得的尺寸，即先加工出很小的一部分表面，測(cè)量試切所得的尺寸，調(diào)整、試切，再測(cè)量；如此反復(fù)，直到達(dá)到圖紙要求調(diào)整、試切，再測(cè)量；如此反復(fù)，直到達(dá)到圖紙要求的尺寸后，再切削出整個(gè)待加工表面。的尺寸后，再切削出整個(gè)待加工表面。 2. 2. 定尺寸刀具法定尺寸刀具法用刀具的相應(yīng)尺寸（如麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等）來(lái)用刀具的相應(yīng)尺寸（如麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等）來(lái)保證工件被加工部位尺寸精度的方法稱(chēng)為定尺寸刀具保證工件被加工部位尺寸精度的方法稱(chēng)為定尺寸刀

18、具法。在孔加工中，使用麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等刀具，法。在孔加工中，使用麻花鉆、擴(kuò)孔鉆、鉸刀等刀具，其尺寸具有一定的精度范圍，因此所加工出來(lái)的孔的其尺寸具有一定的精度范圍，因此所加工出來(lái)的孔的精度也保持在一定的范圍內(nèi)。精度也保持在一定的范圍內(nèi)。機(jī)械制造工藝學(xué)3. 3. 調(diào)整法調(diào)整法利用機(jī)床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預(yù)先調(diào)整利用機(jī)床上的定程裝置或?qū)Φ堆b置或預(yù)先調(diào)整好的刀架，使刀具相對(duì)于機(jī)床或夾具達(dá)到一定好的刀架，使刀具相對(duì)于機(jī)床或夾具達(dá)到一定的位置精度，然后加工出一批工件。的位置精度，然后加工出一批工件。4. 4. 自動(dòng)控制法自動(dòng)控制法采用一定的裝置，使工件在達(dá)到圖樣要求的尺采用一定的裝置，使工件在

19、達(dá)到圖樣要求的尺寸時(shí)，自動(dòng)停止加工。具體方法主要有兩種：寸時(shí)，自動(dòng)停止加工。具體方法主要有兩種：自動(dòng)測(cè)量，數(shù)字控制。自動(dòng)測(cè)量，數(shù)字控制。機(jī)械制造工藝學(xué)任務(wù)實(shí)施：任務(wù)實(shí)施： 一、圓柱齒輪加工工藝過(guò)程一、圓柱齒輪加工工藝過(guò)程 機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)械制造工藝學(xué)圓柱齒輪的加工工藝過(guò)程圓柱齒輪的加工工藝過(guò)程 編制齒輪加工工藝過(guò)程大致可以劃分如下編制齒輪加工工藝過(guò)程大致可以劃分如下幾個(gè)階段：幾個(gè)階段： 1)1)齒輪毛坯的形成齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；：鍛件、棒料或鑄件； 2)2)粗加工：粗加工：切除較多的余量；切除較多的余量； 3)3)半精加工半精加工：滾、插齒；：滾、插齒； 4)4)熱

20、處理熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等；加熱淬火等； 5)5)精加工精加工：精修基準(zhǔn)、精加工齒形。：精修基準(zhǔn)、精加工齒形。 二、二、 圓柱齒輪加工工藝分析圓柱齒輪加工工藝分析 機(jī)械制造工藝學(xué)對(duì)精度要求較高的齒輪加工工藝路線對(duì)精度要求較高的齒輪加工工藝路線 毛坯制造毛坯制造-齒坯熱處理齒坯熱處理-齒坯加工齒坯加工-齒形加工（包括齒形加工（包括齒端加工）齒端加工）-齒圈熱處理齒圈熱處理-精基準(zhǔn)修整精基準(zhǔn)修整-齒形精整加工齒形精整加工 終結(jié)檢查。終結(jié)檢查。（一）定位基準(zhǔn)選擇（一）定位基準(zhǔn)選擇 基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)統(tǒng)一原則：孔齒輪孔齒輪 ：大批

21、：大批: : 內(nèi)孔，大端面內(nèi)孔，大端面-專(zhuān)用心軸，生產(chǎn)率高專(zhuān)用心軸，生產(chǎn)率高 小批：外圓，大端面小批：外圓，大端面-不用心軸，生產(chǎn)率低；不用心軸，生產(chǎn)率低；軸齒輪軸齒輪： 大直徑：軸頸加大端面；大直徑：軸頸加大端面； 小直徑：兩端中心孔小直徑：兩端中心孔機(jī)械制造工藝學(xué) 盤(pán)形齒輪加工齒形時(shí)一般采用的兩種定位方式：盤(pán)形齒輪加工齒形時(shí)一般采用的兩種定位方式：(1) (1) 內(nèi)孔和端面定位內(nèi)孔和端面定位 符合符合“基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)重合”原則。原則。 采用專(zhuān)用心軸，采用專(zhuān)用心軸，定位精度較高定位精度較高，生產(chǎn)率高，故廣泛用于成，生產(chǎn)率高，故廣泛用于成批及大量生產(chǎn)中。批及大量生產(chǎn)中。 為保證內(nèi)孔的尺寸精度和基

22、準(zhǔn)端面的跳動(dòng)為保證內(nèi)孔的尺寸精度和基準(zhǔn)端面的跳動(dòng)要求，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。應(yīng)盡量在一次安裝中同時(shí)加工內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面。 圖圖2-50 以?xún)?nèi)孔和端面定位以?xún)?nèi)孔和端面定位 圖圖2-51 以外圓和端面定位以外圓和端面定位機(jī)械制造工藝學(xué) (2) (2) 外圓和端面定位，外圓和端面定位， 不符合不符合“基準(zhǔn)重合基準(zhǔn)重合”原則。用端面作軸向定位，以外圓為原則。用端面作軸向定位，以外圓為找正基準(zhǔn)，不需專(zhuān)用心軸，找正基準(zhǔn)，不需專(zhuān)用心軸，生產(chǎn)率較低生產(chǎn)率較低，故適用于單件小批生，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)孔的產(chǎn)。為保證齒輪的加工質(zhì)量，必須嚴(yán)格

23、控制齒坯外圓對(duì)內(nèi)孔的同軸度誤差。同軸度誤差。 圖圖2-50 以?xún)?nèi)孔和端面定位以?xún)?nèi)孔和端面定位 圖圖2-51 以外圓和端面定位以外圓和端面定位機(jī)械制造工藝學(xué)（二）（二）齒坯齒坯的加工方法的加工方法1.齒坯的加工內(nèi)容齒坯的加工內(nèi)容 加工內(nèi)容：齒圈外圓，端面，孔（軸）。加工內(nèi)容：齒圈外圓，端面，孔（軸）。齒坯精度；與齒輪精度等級(jí)有關(guān)。齒坯精度；與齒輪精度等級(jí)有關(guān)。 對(duì)于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工過(guò)程和一對(duì)于軸齒輪和套筒齒輪的齒坯，其加工過(guò)程和一般軸、套基本相似，現(xiàn)主要討論盤(pán)類(lèi)齒輪齒坯的加工過(guò)般軸、套基本相似，現(xiàn)主要討論盤(pán)類(lèi)齒輪齒坯的加工過(guò)程。程。 齒坯的加工工藝方案主要齒坯的加工工藝方案主要取決

24、于齒輪的輪體結(jié)構(gòu)取決于齒輪的輪體結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)類(lèi)型。和生產(chǎn)類(lèi)型。2.2.加工方案加工方案 機(jī)械制造工藝學(xué)1 1）大批大量生產(chǎn)的齒坯加工）大批大量生產(chǎn)的齒坯加工 大批大量加工中等尺寸齒坯時(shí)，多采用大批大量加工中等尺寸齒坯時(shí)，多采用“鉆鉆拉拉多刀多刀車(chē)車(chē)”的工藝方案：的工藝方案：（1 1）以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔；）以毛坯外圓及端面定位進(jìn)行鉆孔或擴(kuò)孔；（2 2）拉孔；）拉孔；（3 3）以孔定位在多刀半自動(dòng)車(chē)床上粗精車(chē)外圓、端面、切）以孔定位在多刀半自動(dòng)車(chē)床上粗精車(chē)外圓、端面、切槽及倒角等。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這種工藝方案由于采用高效機(jī)床可以組成流水線或

25、自動(dòng)線，所以生產(chǎn)效率高。動(dòng)線，所以生產(chǎn)效率高。機(jī)械制造工藝學(xué)(3)(3)單件、中小批生產(chǎn)單件、中小批生產(chǎn) 粗車(chē)粗車(chē)（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定位）、位）、精車(chē)精車(chē)（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定（端面、外圓、內(nèi)孔，外圓、端面定位）。位）。2 2）成批生產(chǎn)的齒坯加工）成批生產(chǎn)的齒坯加工 成批生產(chǎn)齒坯時(shí)，常采用成批生產(chǎn)齒坯時(shí)，常采用“車(chē)車(chē)?yán)?chē)車(chē)”的工藝方案：的工藝方案：（1 1）以齒坯外圓或輪毅定位，精車(chē)外圓、端面和內(nèi)孔；）以齒坯外圓或輪毅定位，精車(chē)外圓、端面和內(nèi)孔；（2 2）以端面支承拉孔（或花鍵孔）；）以端面支承拉孔（或花鍵孔）；（3 3）以孔定位精車(chē)外圓

26、及端面等。）以孔定位精車(chē)外圓及端面等。 這種方案可由臥式車(chē)床或轉(zhuǎn)塔車(chē)床及拉床實(shí)現(xiàn)。這種方案可由臥式車(chē)床或轉(zhuǎn)塔車(chē)床及拉床實(shí)現(xiàn)。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。機(jī)械制造工藝學(xué) （三）齒輪熱處理（三）齒輪熱處理 （1）齒坯（毛坯）熱處理）齒坯（毛坯）熱處理：預(yù)備熱處理，預(yù)備熱處理， 目的是為了消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，改善材料的加工性能，目的是為了消除鍛造內(nèi)應(yīng)力，改善材料的加工性能， 為為以后的淬火時(shí)減少變形做好組織準(zhǔn)備。以后的淬火時(shí)減少變形做好組織準(zhǔn)備。 正火正火，（粗加工前），（粗加工前） 、調(diào)質(zhì)，（粗加工后）、調(diào)質(zhì)，（粗加工后） 正火：正火：安排在齒坯加工前，使拉孔和

27、切齒加工中刀具磨安排在齒坯加工前，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。損較慢，表面粗糙度較小，生產(chǎn)中應(yīng)用較多。 調(diào)質(zhì)：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，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)用較少齒坯硬度稍高，不易切削，所以生產(chǎn)中應(yīng)用較少。 機(jī)械制造工藝學(xué)（2 2）齒形熱處理齒形熱處理： 目的：目的：為提高齒面的硬度及耐磨性，為提高齒面的硬度及耐磨性， 種類(lèi)種類(lèi)( (根據(jù)材料與技術(shù)要求選擇根據(jù)材料與技術(shù)要求選擇)

28、 )：滲碳淬火，表面淬火，滲碳淬火，表面淬火，碳氮共滲，滲氮。碳氮共滲，滲氮。 （變形大的終加工前，變形小的終加工后）（變形大的終加工前，變形小的終加工后） 經(jīng)滲碳淬火經(jīng)滲碳淬火的齒輪齒面硬度高耐磨性較好，使用壽命長(zhǎng)。的齒輪齒面硬度高耐磨性較好，使用壽命長(zhǎng)。但齒輪變形較大，對(duì)高精度齒輪尚需進(jìn)行磨齒加工。但齒輪變形較大，對(duì)高精度齒輪尚需進(jìn)行磨齒加工。 表面淬火表面淬火的齒輪變形小，但內(nèi)孔直徑一般會(huì)縮小的齒輪變形小，但內(nèi)孔直徑一般會(huì)縮小0.010.010.05 mm0.05 mm，淬火后應(yīng)予以修正。，淬火后應(yīng)予以修正。 有鍵槽的齒輪，有鍵槽的齒輪， 淬火后內(nèi)孔常出現(xiàn)橢圓形現(xiàn)象，淬火后內(nèi)孔常出現(xiàn)橢圓

29、形現(xiàn)象， 為此為此鍵槽加工應(yīng)安排在齒輪淬火之后。鍵槽加工應(yīng)安排在齒輪淬火之后。 機(jī)械制造工藝學(xué)（四）齒形加工方案選擇（四）齒形加工方案選擇齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等齒形加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量和齒輪的熱處理方法等。級(jí)、生產(chǎn)批量和齒輪的熱處理方法等。 （1 1）滾齒（或插齒）滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工滲碳淬火滲碳淬火修修正基準(zhǔn)正基準(zhǔn)磨齒：磨齒： 適于較小批量，精度為適于較小批量，精度為36級(jí)級(jí)淬硬齒輪。淬硬齒輪。 （2 2）滾齒（或插齒）滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工剃齒剃齒表面淬表面淬火火修正基準(zhǔn)修正基準(zhǔn)珩齒：珩齒： 適于較大批量，并且精度要求為適

30、于較大批量，并且精度要求為68級(jí)級(jí)的淬硬齒輪。的淬硬齒輪。機(jī)械制造工藝學(xué) （3）滾齒（或插齒）滾齒（或插齒）剃齒（冷擠）：剃齒（冷擠）： 適用于較大批量，精度要求中等，且不淬硬的齒輪。適用于較大批量，精度要求中等，且不淬硬的齒輪。 （4）對(duì)）對(duì)8級(jí)精度以下的齒輪，用滾齒（或插齒）就能滿(mǎn)足級(jí)精度以下的齒輪，用滾齒（或插齒）就能滿(mǎn)足要求。要求。 當(dāng)需要淬火時(shí)，在淬火前應(yīng)將精度提高一級(jí)或在淬火后當(dāng)需要淬火時(shí)，在淬火前應(yīng)將精度提高一級(jí)或在淬火后珩齒，珩齒， 、滾齒（或插齒）、滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工熱處理（淬火）熱處理（淬火）修正修正內(nèi)孔；內(nèi)孔； 、滾齒（或插齒）、滾齒（或插齒）齒端加工齒端加工

31、熱處理（淬火）熱處理（淬火）修正修正基準(zhǔn)基準(zhǔn)珩齒。珩齒。機(jī)械制造工藝學(xué)剃剃- -珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于珩齒方案生產(chǎn)率高，廣泛用于7 7級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)級(jí)精度齒輪的成批生產(chǎn)中。中。 磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于磨齒方案生產(chǎn)率低，一般用于6 6級(jí)精度以上或雖低于級(jí)精度以上或雖低于6 6級(jí)但級(jí)但淬火后變形較大的齒輪。淬火后變形較大的齒輪。 隨著刀具材料的不斷發(fā)展，用硬滾、硬插、硬剃代替磨齒，隨著刀具材料的不斷發(fā)展，用硬滾、硬插、硬剃代替磨齒， 用珩齒代替剃齒，用珩齒代替剃齒， 可取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。可取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。 5級(jí)精度以上的齒輪一般應(yīng)取磨齒方案。級(jí)精度以上的齒輪一般應(yīng)取磨齒方案。

32、機(jī)械制造工藝學(xué) （五）五） 齒齒端加工端加工齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等，一般在齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等，一般在齒輪倒角機(jī)上進(jìn)行。齒輪倒角機(jī)上進(jìn)行。 作用：作用：倒圓、倒圓、 倒尖后的齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙倒尖后的齒輪，沿軸向滑動(dòng)時(shí)容易進(jìn)入嚙合，所以滑移齒輪常進(jìn)行齒端倒圓。合，所以滑移齒輪常進(jìn)行齒端倒圓。 倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。在齒輪傳動(dòng)中易崩裂。 機(jī)械制造工藝學(xué) （六）（六） 基準(zhǔn)修正基準(zhǔn)修正作用：作用：齒輪淬火后基準(zhǔn)孔常產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工齒輪淬火后基準(zhǔn)

33、孔常產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工質(zhì)量，質(zhì)量， 對(duì)基準(zhǔn)孔必須進(jìn)行修正。對(duì)基準(zhǔn)孔必須進(jìn)行修正。 對(duì)大徑定心的花鍵孔齒輪對(duì)大徑定心的花鍵孔齒輪， 通常用花鍵推刀修正。推孔通常用花鍵推刀修正。推孔時(shí)要防止推刀歪斜，有的工廠采用加長(zhǎng)時(shí)要防止推刀歪斜，有的工廠采用加長(zhǎng)推刀前引導(dǎo)推刀前引導(dǎo)來(lái)防止推刀來(lái)防止推刀歪斜，取得了較好效果。歪斜，取得了較好效果。 對(duì)圓柱孔齒輪的修正對(duì)圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔可采用推孔或磨孔， 推孔生產(chǎn)率高，推孔生產(chǎn)率高， 常用于內(nèi)孔未淬硬的齒輪；常用于內(nèi)孔未淬硬的齒輪； 磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對(duì)整體淬火齒輪和內(nèi)孔較大、磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對(duì)整體淬火齒輪和內(nèi)孔較大、 齒厚

34、較薄的齒輪，均以磨孔為宜，以齒輪分度圓定心。齒厚較薄的齒輪，均以磨孔為宜，以齒輪分度圓定心。 機(jī)械制造工藝學(xué) （七）齒輪的檢驗(yàn)（七）齒輪的檢驗(yàn) 終結(jié)檢驗(yàn)終結(jié)檢驗(yàn)鑒別成品的質(zhì)量，評(píng)定其是否合格鑒別成品的質(zhì)量，評(píng)定其是否合格 中間檢驗(yàn)中間檢驗(yàn)及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防止成批報(bào)廢。及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防止成批報(bào)廢。機(jī)械制造工藝學(xué)齒形的加工方法及其應(yīng)用齒形的加工方法及其應(yīng)用 常見(jiàn)的齒形加工方法、常見(jiàn)的齒形加工方法、 精度和適用范圍精度和適用范圍 拓展提高：拓展提高：機(jī)械制造工藝學(xué)1. 成形法成形法成形法是成形法是利用利用與被加工齒輪的齒槽形狀一致的刀與被加工齒輪的齒槽形狀一致的刀具（成型刀具），具（成型刀具）， 在齒

35、坯上加工出齒面的方法。在齒坯上加工出齒面的方法。 齒面的成形加工方法有銑齒、成形插齒、拉齒等，齒面的成形加工方法有銑齒、成形插齒、拉齒等，最常用的是銑齒。最常用的是銑齒。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：機(jī)床較簡(jiǎn)單，可利用通用機(jī)床加工；機(jī)床較簡(jiǎn)單，可利用通用機(jī)床加工； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：加工同一模數(shù)的齒輪，齒數(shù)不同，齒廓形加工同一模數(shù)的齒輪，齒數(shù)不同，齒廓形狀就不相同，需采用不同的成形刀具。狀就不相同，需采用不同的成形刀具。 機(jī)械制造工藝學(xué) 成形銑齒一般在成形銑齒一般在普通銑床普通銑床上進(jìn)行。銑齒時(shí)工件安裝在分上進(jìn)行。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)給度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加

36、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。另一個(gè)齒槽，依次加工出所有齒槽。圖圖2-54 銑齒加工示意圖銑齒加工示意圖機(jī)械制造工藝學(xué)(a) 盤(pán)狀模數(shù)銑刀 (b) 指狀模數(shù)銑刀 一般將銑削一般將銑削模數(shù)相同模數(shù)相同而而齒數(shù)不同的齒輪齒數(shù)不同的齒輪所用的銑所用的銑刀制成一組，分刀制成一組，分8 8個(gè)（或個(gè)（或1515個(gè)）型號(hào)。每號(hào)銑刀加工個(gè)）型號(hào)。每號(hào)銑刀加工一定齒數(shù)范圍的齒輪一定齒數(shù)范圍的齒輪. . 加工直齒和螺旋齒（斜齒）圓柱齒輪的成形銑刀有加工直齒和螺旋齒（斜齒）圓柱齒輪的成形銑刀

37、有盤(pán)狀模數(shù)銑刀和指狀模數(shù)銑刀兩種；指狀模數(shù)銑刀適盤(pán)狀模數(shù)銑刀和指狀模數(shù)銑刀兩種；指狀模數(shù)銑刀適用于加工模數(shù)用于加工模數(shù)m m88的齒輪；盤(pán)狀模數(shù)銑刀適用于加工的齒輪；盤(pán)狀模數(shù)銑刀適用于加工模數(shù)模數(shù)m m8 8的齒輪。的齒輪。機(jī)械制造工藝學(xué) 3 3）銑齒的工藝特點(diǎn)）銑齒的工藝特點(diǎn)（1 1）成本較低）成本較低 齒輪銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在普通的銑床上即可齒輪銑刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在普通的銑床上即可完成銑齒工作，銑齒的設(shè)備和刀具的費(fèi)用較低。完成銑齒工作，銑齒的設(shè)備和刀具的費(fèi)用較低。（2 2）生產(chǎn)率低）生產(chǎn)率低 銑齒過(guò)程不是連續(xù)的，每銑一個(gè)齒，都要銑齒過(guò)程不是連續(xù)的，每銑一個(gè)齒，都要重復(fù)消耗切入、切出、退刀和分度的時(shí)

38、間。重復(fù)消耗切入、切出、退刀和分度的時(shí)間。（3 3）加工精度低）加工精度低 為了保證銑出的齒輪在嚙合時(shí)不致卡住，為了保證銑出的齒輪在嚙合時(shí)不致卡住，各號(hào)各號(hào)銑刀的齒形是按該號(hào)范圍內(nèi)最小齒數(shù)齒輪的齒槽輪廓銑刀的齒形是按該號(hào)范圍內(nèi)最小齒數(shù)齒輪的齒槽輪廓制作制作的。因此，各號(hào)銑刀加工范圍內(nèi)的齒輪除最小齒數(shù)的的。因此，各號(hào)銑刀加工范圍內(nèi)的齒輪除最小齒數(shù)的外，其它齒數(shù)的齒輪，外，其它齒數(shù)的齒輪，只能獲得近似的齒形只能獲得近似的齒形，產(chǎn)生一定的，產(chǎn)生一定的齒形誤差。另外銑床所用分度頭是通用附件，分度精度不齒形誤差。另外銑床所用分度頭是通用附件，分度精度不高。高。 銑齒的加工精度為銑齒的加工精度為1111級(jí)

39、至級(jí)至9 9級(jí)，齒面粗糙度值級(jí)，齒面粗糙度值RaRa為為6.36.33.2m3.2m。機(jī)械制造工藝學(xué)4 4）銑齒的應(yīng)用）銑齒的應(yīng)用 單件小批生產(chǎn)或維修工作中加工精度不高的低速齒輪；單件小批生產(chǎn)或維修工作中加工精度不高的低速齒輪； 不但可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪，還可以加不但可以加工直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪，還可以加工齒條、錐齒輪及蝸輪等。工齒條、錐齒輪及蝸輪等。機(jī)械制造工藝學(xué)2. 展成法展成法是應(yīng)用是應(yīng)用齒輪嚙合原理齒輪嚙合原理進(jìn)行齒形加工的方法，即以保持刀進(jìn)行齒形加工的方法，即以保持刀具和齒坯之間按漸開(kāi)線齒輪嚙合的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)齒形加工具和齒坯之間按漸開(kāi)線齒輪嚙合的運(yùn)動(dòng)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)齒

40、形加工的。的。 加工方法：加工方法：主要有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等。主要有滾齒、插齒、剃齒、珩齒和磨齒等。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1 1）一把刀具可以加工同一模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪。一把刀具可以加工同一模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪。 只要刀具與被加工齒輪的只要刀具與被加工齒輪的模數(shù)和壓力角相同模數(shù)和壓力角相同，一把刀具，一把刀具可以加工同一模數(shù)、不同齒數(shù)的齒輪?？梢约庸ね荒?shù)、不同齒數(shù)的齒輪。 （2 2）生產(chǎn)率和加工精度都比較高。）生產(chǎn)率和加工精度都比較高。 在齒輪加工中，展成法應(yīng)用最廣泛。在齒輪加工中，展成法應(yīng)用最廣泛。機(jī)械制造工藝學(xué)(1) (1) 滾滾 齒齒( (屬于展成法加工屬于展成法加工) )

41、加工原理：加工原理：按照展成法的原理，在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀按照展成法的原理，在滾齒機(jī)上用齒輪滾刀來(lái)加工齒輪、蝸輪等齒面的方法就是滾齒。來(lái)加工齒輪、蝸輪等齒面的方法就是滾齒。 滾齒加工過(guò)程中，刀具與工件模擬一對(duì)交錯(cuò)軸螺旋齒輪的滾齒加工過(guò)程中，刀具與工件模擬一對(duì)交錯(cuò)軸螺旋齒輪的嚙合傳動(dòng)。嚙合傳動(dòng)。 當(dāng)齒輪滾刀按給定的切削速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，便在工件上逐漸切當(dāng)齒輪滾刀按給定的切削速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，便在工件上逐漸切出漸開(kāi)線的齒形。出漸開(kāi)線的齒形。齒形的形成齒形的形成是由滾刀在連續(xù)旋轉(zhuǎn)中依次對(duì)工是由滾刀在連續(xù)旋轉(zhuǎn)中依次對(duì)工件切削的若干條包絡(luò)線包絡(luò)而成的。件切削的若干條包絡(luò)線包絡(luò)而成的。機(jī)械制造工藝學(xué)(1) (1) 滾

42、滾 齒齒( (屬于展成法加工屬于展成法加工) )有三種運(yùn)動(dòng)：有三種運(yùn)動(dòng)： 主運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)：即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n n0 0 。 分齒運(yùn)動(dòng)：分齒運(yùn)動(dòng)：保證滾刀轉(zhuǎn)速和被切齒輪轉(zhuǎn)速之間嚙合關(guān)保證滾刀轉(zhuǎn)速和被切齒輪轉(zhuǎn)速之間嚙合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)。系的運(yùn)動(dòng)。 垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：滾刀沿被切齒輪的軸軸線方向作垂直滾刀沿被切齒輪的軸軸線方向作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。機(jī)械制造工藝學(xué) 齒輪滾刀齒輪滾刀 從滾齒加工原理可知，齒輪滾刀是從滾齒加工原理可知，齒輪滾刀是一個(gè)蝸桿形刀具一個(gè)蝸桿形刀具。 為了形成切削刃的前角和后角，為了形成切削刃的前角和后角， 在蝸桿上開(kāi)出了容屑槽，在蝸桿上開(kāi)出了容屑槽， 并經(jīng)

43、鏟背形成滾刀。并經(jīng)鏟背形成滾刀。 機(jī)械制造工藝學(xué) 滾齒機(jī)的外形及組成部分滾齒機(jī)的外形及組成部分機(jī)械制造工藝學(xué)特點(diǎn)：特點(diǎn)： （1 1）適應(yīng)性好）適應(yīng)性好 由于滾齒加工是采用展成法加工，因而一把滾刀可以加由于滾齒加工是采用展成法加工，因而一把滾刀可以加工與其工與其模數(shù)和齒形角相同的不同齒數(shù)的齒輪模數(shù)和齒形角相同的不同齒數(shù)的齒輪。 （2 2）生產(chǎn)率高）生產(chǎn)率高 滾齒為連續(xù)切削，無(wú)空行程；可用多頭滾刀來(lái)提高粗滾滾齒為連續(xù)切削，無(wú)空行程；可用多頭滾刀來(lái)提高粗滾效率，所以滾齒生產(chǎn)率一般比插齒高。效率，所以滾齒生產(chǎn)率一般比插齒高。 （3 3）加工精度高加工精度高 與銑齒相比，齒形精度高，精滾加工可加工出與銑

44、齒相比，齒形精度高，精滾加工可加工出78級(jí)精級(jí)精度度齒面粗糙度值齒面粗糙度值Ra為為3.20.8 m 的齒輪。的齒輪。（4）適用場(chǎng)合）適用場(chǎng)合 滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪，但不能加但不能加工內(nèi)齒輪，扇形齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪工內(nèi)齒輪，扇形齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪。機(jī)械制造工藝學(xué) （2 2）插齒）插齒 插齒原理：是利用一對(duì)齒輪嚙合的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)齒形加工插齒原理：是利用一對(duì)齒輪嚙合的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)齒形加工的。的。 插齒刀插齒刀實(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。后角的齒輪。 (a) 插齒

45、的工作原理 (b) 插齒切削運(yùn)動(dòng)機(jī)械制造工藝學(xué) 主要運(yùn)動(dòng)有：主要運(yùn)動(dòng)有： 主運(yùn)動(dòng)：主運(yùn)動(dòng)：即插齒刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。即插齒刀的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 分齒運(yùn)動(dòng)：分齒運(yùn)動(dòng)：即為插齒刀與工件各繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的嚙即為插齒刀與工件各繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的嚙合運(yùn)動(dòng)，合運(yùn)動(dòng)， 徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：插齒刀向工件的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以切插齒刀向工件的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以切出工件的輪齒的齒長(zhǎng)。出工件的輪齒的齒長(zhǎng)。 讓刀運(yùn)動(dòng)：讓刀運(yùn)動(dòng)：在插齒刀返回時(shí)，工件相對(duì)于插齒刀的徑在插齒刀返回時(shí)，工件相對(duì)于插齒刀的徑向退讓運(yùn)動(dòng)。以避免刀面與已加工表面發(fā)生摩擦。向退讓運(yùn)動(dòng)。以避免刀面與已加工表面發(fā)生摩擦。(a) 插齒的工作原理 (b) 插齒

46、切削運(yùn)動(dòng)插齒工作原理與切削運(yùn)動(dòng)插齒工作原理與切削運(yùn)動(dòng)機(jī)械制造工藝學(xué)插齒機(jī)外形簡(jiǎn)圖插齒機(jī)外形簡(jiǎn)圖 插齒機(jī)是用插齒刀插齒機(jī)是用插齒刀采用展成法插削內(nèi)、外采用展成法插削內(nèi)、外圓柱齒輪齒面的齒輪加圓柱齒輪齒面的齒輪加工機(jī)床。工機(jī)床。 這種機(jī)床特別適宜這種機(jī)床特別適宜加工在滾齒機(jī)上不能加加工在滾齒機(jī)上不能加工的內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。工的內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。 裝上附件，插齒機(jī)裝上附件，插齒機(jī)還能加工齒條，但插齒還能加工齒條，但插齒機(jī)不能加工蝸輪。機(jī)不能加工蝸輪。 機(jī)械制造工藝學(xué) 插齒刀插齒刀盤(pán)形插齒刀盤(pán)形插齒刀：主要用于加工模數(shù)為主要用于加工模數(shù)為1 112 mm12 mm的直齒外齒輪及大的直齒外齒輪及大直徑內(nèi)

47、齒輪，直徑內(nèi)齒輪， 碗形直齒插齒刀：碗形直齒插齒刀：主要用于加工模數(shù)為主要用于加工模數(shù)為1 18 mm8 mm的多聯(lián)齒輪和的多聯(lián)齒輪和帶有凸肩的齒輪，帶有凸肩的齒輪，錐柄插齒刀：錐柄插齒刀：主要用于加工模數(shù)為主要用于加工模數(shù)為1 13.75 mm3.75 mm的內(nèi)齒輪。的內(nèi)齒輪。 (a) 盤(pán)形插齒刀盤(pán)形插齒刀 (b) 碗形直齒插齒刀碗形直齒插齒刀 (c) 錐柄插齒刀錐柄插齒刀插齒刀插齒刀機(jī)械制造工藝學(xué) 4. 4. 插齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用插齒的工藝特點(diǎn)與應(yīng)用 與滾齒相比，插齒有以下工藝特點(diǎn)：與滾齒相比，插齒有以下工藝特點(diǎn)： （1 1）齒形精度比滾齒高）齒形精度比滾齒高 這是由于插齒刀在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有滾

48、刀那種近似造形誤差，這是由于插齒刀在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有滾刀那種近似造形誤差，加之在制造時(shí)可通過(guò)加之在制造時(shí)可通過(guò)高精度磨齒機(jī)獲得精確的漸開(kāi)線齒形。高精度磨齒機(jī)獲得精確的漸開(kāi)線齒形。 （2 2）齒面的表面粗糙度值小）齒面的表面粗糙度值小 這主要是由于插齒過(guò)程中參與包絡(luò)的刀刃數(shù)遠(yuǎn)比滾齒時(shí)這主要是由于插齒過(guò)程中參與包絡(luò)的刀刃數(shù)遠(yuǎn)比滾齒時(shí)為多。為多。 機(jī)械制造工藝學(xué)（3）插齒的生產(chǎn)率比滾齒低）插齒的生產(chǎn)率比滾齒低 這是因?yàn)椴妪X刀的這是因?yàn)椴妪X刀的切削速度切削速度受往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性限制受往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性限制難以提難以提高高，目前插齒刀每分鐘往復(fù)行程次數(shù)一般只有幾百次。此外，目前插齒刀每分鐘往復(fù)行程次數(shù)一般只有幾百次。此

49、外，插齒插齒有空行程損失有空行程損失，其實(shí)際切削長(zhǎng)度只有其總行程長(zhǎng)度的，其實(shí)際切削長(zhǎng)度只有其總行程長(zhǎng)度的1/3左右。左右。（4 4）插齒適應(yīng)范圍廣）插齒適應(yīng)范圍廣 插齒非常適于加工內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇插齒非常適于加工內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇形齒輪等，而滾齒則無(wú)法加工形齒輪等，而滾齒則無(wú)法加工（5 5）插齒既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工）插齒既可用于齒形的粗加工，也可用于精加工。 插齒通常能加工插齒通常能加工79級(jí)精度齒輪，最高可達(dá)級(jí)精度齒輪，最高可達(dá)6級(jí)。級(jí)。機(jī)械制造工藝學(xué) 剃齒一般可達(dá)到剃齒一般可達(dá)到6 67 7級(jí)精度，齒面表面粗級(jí)精度，齒面表面粗糙度為糙度為Ra

50、Ra 0.80.80.40.4mm， 剃齒的生產(chǎn)率高，在成批個(gè)產(chǎn)中主要用于剃齒的生產(chǎn)率高，在成批個(gè)產(chǎn)中主要用于滾滾（或插）齒加工后，淬火前的精加工。（或插）齒加工后，淬火前的精加工。3 3、齒輪精加工簡(jiǎn)介、齒輪精加工簡(jiǎn)介齒輪的精加工方法有剃齒、珩齒、磨齒和研齒。齒輪的精加工方法有剃齒、珩齒、磨齒和研齒。（1 1）剃齒）剃齒 剃齒是用剃齒刀對(duì)齒輪的齒面進(jìn)行精加工的方法。剃齒是用剃齒刀對(duì)齒輪的齒面進(jìn)行精加工的方法。 機(jī)械制造工藝學(xué) 加工原理：加工原理：剃齒時(shí)刀具與工件作一種剃齒時(shí)刀具與工件作一種自由嚙合的展成運(yùn)動(dòng)。自由嚙合的展成運(yùn)動(dòng)。安裝時(shí)，剃齒刀與工件軸線傾斜一個(gè)剃齒刀螺旋角安裝時(shí)，剃齒刀與工件

51、軸線傾斜一個(gè)剃齒刀螺旋角。其加工。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，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)剃齒刀和并對(duì)剃齒刀和工件施加一定壓力。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，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利用剃齒刀沿齒向開(kāi)出的鋸齒刀槽沿工件齒向切去一切去一層很薄的金屬層很薄的金屬，同時(shí)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以，同時(shí)，工作臺(tái)帶動(dòng)工件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以剃削輪齒的全長(zhǎng)。剃削輪齒的全長(zhǎng)。機(jī)械制造工藝學(xué)剃齒應(yīng)具備以下運(yùn)動(dòng)：剃齒應(yīng)具備以下運(yùn)動(dòng)：（1） 剃齒刀的正、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)剃齒刀的正

52、、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)n1； （2） 工件沿軸向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)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)工件每往復(fù)一次后的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)fj。 機(jī)械制造工藝學(xué) 剃齒機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便剃齒機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，但是由于剃齒刀與被加，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。力差。 加工精度高：加工精度高：剃齒加工精度主要取決于剃齒刀。只要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剃齒刀本身的精度高，刃磨好，就能剃出表面粗糙度RaRa值值為為0.80.80.4 0.

53、4 mm，精度為，精度為6 68 8級(jí)的齒輪。級(jí)的齒輪。 加工成本低：加工成本低：剃齒加工效率高，剃齒刀壽命長(zhǎng)。但剃剃齒加工效率高，剃齒刀壽命長(zhǎng)。但剃齒刀的制造比較困難，而且剃齒工作齒面容易產(chǎn)生畸變。齒刀的制造比較困難，而且剃齒工作齒面容易產(chǎn)生畸變。 應(yīng)用：應(yīng)用：主要用在大批大量生產(chǎn)中，對(duì)主要用在大批大量生產(chǎn)中，對(duì)調(diào)質(zhì)和淬火前調(diào)質(zhì)和淬火前的的直、斜齒圓柱齒輪進(jìn)行精加工，在汽車(chē)、拖拉機(jī)及機(jī)床制直、斜齒圓柱齒輪進(jìn)行精加工，在汽車(chē)、拖拉機(jī)及機(jī)床制造等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛。造等行業(yè)中應(yīng)用很廣泛。2.2.剃齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用剃齒的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用機(jī)械制造工藝學(xué) （2 2）珩齒）珩齒珩齒的加工原理與剃齒相同，也

54、是一對(duì)交錯(cuò)軸齒輪的嚙合珩齒的加工原理與剃齒相同，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，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)壓力通過(guò)壓力和相對(duì)滑動(dòng)來(lái)切除金屬的。和相對(duì)滑動(dòng)來(lái)切除金屬的。 珩齒過(guò)程具有剃削、磨削和拋光的精加工的綜合作用，刀珩齒過(guò)程具有剃削、磨削和拋光的精加工的綜合作用，刀痕復(fù)雜、細(xì)密。痕復(fù)雜、細(xì)密。 機(jī)械制造工藝學(xué) 特點(diǎn)特點(diǎn)：（1）加工質(zhì)量高）加工質(zhì)量高 與剃齒相比，由于珩磨輪表面有磨料，因此珩齒可以精與剃齒相比，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加工淬硬齒輪，可得到較小的表面粗糙度

55、和較高的齒面精度。度。 珩齒后的表面粗糙度值珩齒后的表面粗糙度值Ra為為0.40.2m。加工精度：加工精度：86級(jí)精度級(jí)精度（2）由于珩齒與剃齒同屬齒輪自由嚙合，因而修正齒輪的）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)切向誤差能力有限。所以，應(yīng)當(dāng)在珩磨前的齒面加工中盡在珩磨前的齒面加工中盡可能采用滾齒來(lái)提高齒輪的運(yùn)動(dòng)精度。可能采用滾齒來(lái)提高齒輪的運(yùn)動(dòng)精度。 機(jī)械制造工藝學(xué)（3）生產(chǎn)率很高）生產(chǎn)率很高 因珩齒余量很小，約為因珩齒余量很小，約為0.010.02mm，且多為一次切，且多為一次切除，生產(chǎn)率很高，一般珩磨一個(gè)齒輪只需除，生產(chǎn)率很高，一般珩磨一個(gè)齒輪只需1

56、min左右。左右。（4）應(yīng)用）應(yīng)用 一般用于大批量加工一般用于大批量加工86級(jí)精度的淬火齒輪。級(jí)精度的淬火齒輪。 適用于適用于消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰消除淬火后的氧化皮和輕微磕碰而產(chǎn)生的齒面毛而產(chǎn)生的齒面毛刺與壓痕，可有效地降低表面粗糙度和齒輪嚙合噪聲，但刺與壓痕，可有效地降低表面粗糙度和齒輪嚙合噪聲，但對(duì)齒形精度改善不大。對(duì)齒形精度改善不大。機(jī)械制造工藝學(xué)（3）磨齒）磨齒 是一種最重要的一種齒形精加工方法，既可磨削不淬火的是一種最重要的一種齒形精加工方法，既可磨削不淬火的齒輪，又可磨削淬火的齒輪。齒輪，又可磨削淬火的齒輪。 分類(lèi)：按照磨齒的原理，可分為成形法和展成法兩種。分類(lèi)：按照磨齒的

57、原理，可分為成形法和展成法兩種。 圖圖2-68 成形法成形法磨齒磨齒成形法特點(diǎn)：成形法特點(diǎn)：可在花鍵磨床或工具磨床上進(jìn)行，設(shè)備可在花鍵磨床或工具磨床上進(jìn)行，設(shè)備費(fèi)用較低。費(fèi)用較低。生產(chǎn)率較高，比展成法磨齒高近生產(chǎn)率較高，比展成法磨齒高近1010倍。倍。但砂輪修整較復(fù)雜，且也存在一定的誤但砂輪修整較復(fù)雜，且也存在一定的誤差。差。它的加工精度只能達(dá)到它的加工精度只能達(dá)到6級(jí)。級(jí)。 機(jī)械制造工藝學(xué)(a) 錐形砂輪磨齒錐形砂輪磨齒 (b) 雙碟形砂輪磨齒雙碟形砂輪磨齒 (c) 蝸桿砂輪磨齒蝸桿砂輪磨齒展成法磨齒展成法磨齒 展成法磨齒可分為錐形砂輪磨齒、雙碟形砂輪磨齒和蝸展成法磨齒可分為錐形砂輪磨齒、雙

58、碟形砂輪磨齒和蝸桿砂輪磨齒三種方式。桿砂輪磨齒三種方式。機(jī)械制造工藝學(xué)特點(diǎn)：特點(diǎn)： 加工精度高加工精度高 加工精度可達(dá)加工精度可達(dá)64級(jí)級(jí), Ra0.80.2m。由于采用強(qiáng)制嚙合的方式，因此不僅修正誤。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。差的能力強(qiáng)，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。 加工成本較高加工成本較高 磨齒加工的效率低，機(jī)床復(fù)雜，磨齒加工的效率低，機(jī)床復(fù)雜， 調(diào)整困難，故調(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)加工成本較高，主要應(yīng)用于齒輪精度要求很高的場(chǎng)合。合。 機(jī)械制造工藝學(xué) 齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝也較復(fù)雜，選擇齒輪齒面的精度要求大多較高，加工工藝也較復(fù)雜，選擇加工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮齒輪的模數(shù)、尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、精度加工方案時(shí)應(yīng)綜合考慮齒輪的模數(shù)、尺寸、結(jié)構(gòu)、材料、精度等級(jí)、生產(chǎn)批量、熱處理要求和工廠加工條件等。等級(jí)、生