齒輪加工課件

齒輪加工齒輪可分為盤類、齒輪軸和齒條等。齒輪的結(jié)構(gòu)形式直接影響齒輪的加工工藝過程。單齒圈盤類齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性最好，可采用任何一種齒形加工方法加工輪齒；雙聯(lián)或三聯(lián)等多齒圈的小齒圈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到限制，加工工藝性差。二、齒輪傳動的精度要求齒輪的制造精度對機器的工作性能、承載能力、噪聲及使用壽命影響很大，因此，齒輪制造必須滿足齒輪傳動的使用要求。（1）傳動的準確性即主動輪轉(zhuǎn)過一個角度時，從動輪應按給定的傳動比轉(zhuǎn)過相應的角度。要求齒輪在一轉(zhuǎn)中，轉(zhuǎn)角誤差的最大值不能超過一定的限度，即為一轉(zhuǎn)角精度。（2）工作平穩(wěn)性要求齒輪傳動平穩(wěn)，無沖擊，振動和噪聲小，這就需要限制齒輪傳動時，瞬時傳動比的變化，即一齒轉(zhuǎn)角精度。（3）載荷均勻性齒輪載荷由齒面承受，兩齒輪配合時，接觸面積的大小對齒輪的使用壽命影響很大。所以齒輪載荷的均勻性，由接觸精度來衡量。（4）齒側(cè)間隙一對相互配合的齒輪，其非工作面必須留有一定的間隙，即為齒側(cè)間隙，其作用是存儲潤滑油，使工作齒面形成油膜，減少磨損；同時可以補償熱變形、彈性變形、加工誤差和安裝誤差等因素引起的側(cè)隙減小，防止卡死。應當根據(jù)齒輪副的工作條件，來確定合理的側(cè)隙。以上四項要求，根據(jù)齒輪傳動裝置的用途和工作條件而有所不同。例如，滾齒機分度蝸桿副、讀數(shù)儀表所用的齒輪副，對傳動準確性要求高，工作平穩(wěn)性也有一定的要求，而對載荷的均勻性要求一般不嚴格。三、齒形加工原理齒輪加工的關(guān)鍵是齒面加工。目前，齒面加工的主要方法是刀具切削加工和砂輪磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度較高，因而是目前廣泛采用的齒面加工方法。后者主要用于齒面的精加工，效率一般比較低。齒輪加工機床的種類繁多，構(gòu)造各異，加工方法也各不相同，但就其加工原理來說，不外是成形法和展成法兩類。1、成形法成形法是利用與被加工齒輪的齒槽的截面形狀一致的刀具，在齒坯上加工出齒面的方法。例如在銑床上用盤形或指狀銑刀銑削齒輪（見圖7-1）；在刨床或插床上用成形刀具加工齒輪。在使用一把成形刀具加工齒輪時，每次只加工一個齒槽，然后用分度裝置進行分度，依次加工下一個齒槽，直至全部輪齒加工完畢。這種加工方法的優(yōu)點是機床較簡單，可以利用通用機床加工，缺點是加工齒輪的精度低。成形銑削一般在普通銑床上進行。銑削時工件安裝在分度頭上，銑刀旋轉(zhuǎn)對工件進行切削加工，工作臺作直線進給運動，加工完一個齒槽，分度頭將工件轉(zhuǎn)過一定角度，再進行另一個齒槽，依次加工出所有齒槽。因為加工某一模數(shù)的齒輪齒輪盤銑刀，一般一套只有8把，每把銑刀有規(guī)定的銑齒范圍，銑刀的齒形曲線是按該范圍內(nèi)最小齒數(shù)的齒形制造的，對其他齒數(shù)的齒輪，均存在著不同程度的齒形誤差。另外，加工時分度裝置的分度誤差，還會引起分齒不均勻。此外，這種方法生產(chǎn)率低，只適用于單件小批生產(chǎn)一些低速、低精度的齒輪。在大批量生產(chǎn)中，通常采用多齒廓成形刀具來加工齒輪，如用齒輪拉刀，齒輪推刀或多齒刀盤等刀具同時加工出齒輪的各個齒槽。當加工模數(shù)大于8mm時的齒輪時，采用指狀銑刀進行加工。銑削斜齒圓柱齒輪時必須在萬能銑床上進行。銑削時工作臺偏轉(zhuǎn)一個角度，使其等于齒輪的螺旋角β，工件在隨工作臺進行進給的同時，由分度頭帶動作附加旋轉(zhuǎn)運動而形成螺旋齒槽。成形法銑削齒輪用的刀具有盤狀銑刀和指狀銑刀，后者適用于加工大模數(shù)的直齒、斜齒，特別是人字齒輪。2、展成法展成法加工齒輪是利用齒輪的嚙合原理進行的，即把齒輪副（齒輪-齒條或齒輪-齒輪）中的一個制作為刀具，另一個則為工件，并強制刀具和工件作嚴格的嚙合運動而展成切出齒廓。如圖7-2滾齒加工。用展成法加工齒輪，可以用一把刀具加工同一模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪，且加工精度和生產(chǎn)率也較高，因此，各種齒輪加工機床廣泛用這種加工方法，如滾齒機、插齒機、剃齒機等。此外，多數(shù)磨齒機及錐齒輪加工機床也是按展成法原理進行加工的。常用齒輪的加工方法有插齒（圖7-4）、滾齒（圖7-5）、剃齒（圖7-8）、珩齒、磨齒等。高速電主軸在臥式鏜銑床上的應用越來越多，除了主軸速度和精度大幅提高外，還簡化了主軸箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)，縮短了制造周期，尤其是能進行高速切削，電主軸轉(zhuǎn)速最高可大10000r/min以上。不足之處在于功率受到限制，其制造成本較高，尤其是不能進行深孔加工。而鏜桿伸縮式結(jié)構(gòu)其速度有限，精度雖不如電主軸結(jié)構(gòu)，但可進行深孔加工，且功率大，可進行滿負荷加工，效率高，是電主軸無法比擬的。因此，兩種結(jié)構(gòu)并存，工藝性能各異，卻給用戶提供了更多的選擇?，F(xiàn)在，又開發(fā)了一種可更換式主軸系統(tǒng)，具有一機兩用的功效，用戶根據(jù)不同的加工對象選擇使用，即電主軸和鏜桿可相互更換使用。這種結(jié)構(gòu)兼顧了兩種結(jié)構(gòu)的不足，還大大降低了成本。是當今臥式鏜銑床的一大創(chuàng)舉。電主軸的優(yōu)點在于高速切削和快速進給，大大提高了機床的精度和效率。臥式鏜銑床運行速度越來越高，快速移動速度達到25～30m/min，鏜桿最高轉(zhuǎn)速6000r/min。而臥式加工中心的速度更高，快速移動高達50m/min，加速度5m/s2，位置精度0.008～0.01mm，重復定位精度0.004～0.005mm。落地式銑鏜床銑刀由于落地式銑鏜床以加工大型零件為主，銑削工藝范圍廣，尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優(yōu)勢，這也是落地銑鏜床的傳統(tǒng)工藝概念。而當代落地銑鏜床的技術(shù)發(fā)展，正在改變傳統(tǒng)的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統(tǒng)的重切削概念，以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變，從而也促進了落地式銑鏜床結(jié)構(gòu)性改變和技術(shù)水平的提高。當今，落地式銑鏜床發(fā)展的最大特點是向高速銑削發(fā)展，均為滑枕式(無鏜軸)結(jié)構(gòu)，并配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是滑枕的截面大，剛性好，行程長，移動速度快，便于安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等，將落地銑鏜床的工藝性能及加工范圍達到極致，大大提高了加工速度與效率。傳統(tǒng)的銑削是通過鏜桿進行加工，而現(xiàn)代銑削加工，多由各種功能附件通過滑枕完成，已有替代傳統(tǒng)加工的趨勢，其優(yōu)點不僅是銑削的速度、效率高，更主要是可進行多面體和曲面的加工，這是傳統(tǒng)加工方法無法完成的。因此，現(xiàn)在，很多廠家都競相開發(fā)生產(chǎn)滑枕式(無鏜軸)高速加工中心，在于它的經(jīng)濟性，技術(shù)優(yōu)勢很明顯，還能大大提高機床的工藝水平和工藝范圍。同時，又提高了加工精度和加工效率。當然，需要各種不同型式的高精密銑頭附件作技術(shù)保障，對其要求也很高。高速銑削給落地式銑鏜床帶來了結(jié)構(gòu)上的變化，主軸箱居中的結(jié)構(gòu)較為普遍，其剛性高，適合高速運行?；眚?qū)動結(jié)構(gòu)采用線性導軌，直線電機驅(qū)動，這種結(jié)構(gòu)是高速切削所必需的，國外廠家在落地式銑鏜床上都已采用，國內(nèi)