机械制造工艺装备齿轮刀具

四、齿轮刀具 齿 轮 滚 刀教学内容四、齿轮刀具插 齿 刀（二）（一）（三）齿 轮 刀 具 的 种 类剃 齿 刀（四） （ 1） 掌 握 滚 刀 的 基 本 蜗 杆 、 类 型 、 结 构 及 选用 ； （ 2） 掌 握 插 齿 刀 的 类 型 及 选 用 。教学要求四、齿轮刀具 滚 刀 、 插 齿 刀 的 选 用 。教学重点四、齿轮刀具 齿形加工方法概述齿 形 加 工 方 法 概 述1.无 切 削 加 工 铸 造2.切 削 加 工 铣 齿热 轧冷 挤注 塑插 齿滚 齿剃 齿 精 度 低 ， 用 于 矿 山 机 械 和 农 用 机 械 。可 轧 制 直 齿 、 螺 旋 齿 和 人 字 齿 的 外圆 柱 齿 轮 、 锥 齿 轮 及 链 轮 等 。精 度 高 ， 适 用 于 小 模 数 齿 轮 的 加 工 。用 于 工 程 塑 料 齿 轮 的 制 造 。生 产 率 高 、 材 料消 耗 小 、 成 本 低 高 精 度 要 求 的 齿 轮 加 工 的 主 要 方 法材 料 消 耗 大 、成 本 高 磨 齿四、齿轮刀具 齿 形 加 工 原 理按 齿 轮 齿 廓 的 成 形原 理 不 同 ， 齿 轮 的切 削 加 工 可 分 为 成 形 法展 成 法齿形加工原理 成 形 法 是 利 用 与 被 加 工 齿 轮 齿 槽 法 面 截 形 相一 致 的 刀 具 ， 在 齿 坯 上 逐 个 切 出 齿 形 。1.成 形 法（ 1） 加 工 原 理常 用 的 成 形法 加 工 齿 轮的 方 法 有 铣 齿拉 齿刨 齿成 形 法 磨 齿齿形加工原理 指 形 齿 轮 铣 刀 铣 齿齿形加工原理盘 形 齿 轮 铣 刀 铣 齿 成 形 法 铣 齿 齿形加工原理成 形 法 铣 齿盘 形 齿 轮 铣 刀 铣 齿 齿形加工原理成 形 法 铣 齿 的 加 工 特 点 （ 1） 生 产 率 低 。 一 次 只 能 加 工 齿 轮 的 一 个 齿 槽 。 加工 完 分 度 。（ 2） 刀 具 机 床 结 构 简 单 。 盘 状 成 形 齿 轮 铣 刀 ， 用 在普 通 卧 式 铣 床 上 铣 齿 。 指 状 成 形 齿 轮 铣 刀 ， 用 在 普通 立 式 铣 床 上 铣 齿 。（ 3） 加 工 精 度 低 。 IT9IT12级 ， Ra 6.33.2m 。 齿形加工原理成 形 法 铣 齿 的 适 用 范 围 （ 1） 单 件 小 批 生 产 或 修 配 中 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 ；（ 2） 修 配 中 加 工 斜 齿 轮 ； （ 3） 加 工 低 精 度 的 锥 齿 轮 。 齿形加工原理成 形 法 磨 齿 展 成 法 是 利 用 一 对 齿 轮 啮 合 的 原 理 进 行 加 工的 ， 齿 轮 啮 合 副 中 的 一 个 作 为 刀 具 ， 另 一 个 作 为工 件 ， 并 强 制 刀 具 和 工 件 做 严 格 的 啮 合 运 动 ， 在运 动 过 程 中 ， 刀 具 齿 形 的 运 动 轨 迹 逐 步 包 络 出 工件 的 齿 形 。齿形加工原理2.展 成 法常 用 的 展 成法 加 工 齿 轮的 方 法 有 滚 齿插 齿剃 齿珩 齿磨 齿 齿形加工原理滚 齿 齿形加工原理插 齿 齿形加工原理剃 齿 齿形加工原理磨 齿蜗 杆 砂 轮 磨 齿 蝶 形 砂 轮 磨 齿 齿形加工原理展 成 法 加 工 齿 形 加 工 特 点 ：（ 1） 同 一 把 刀 具 可 加 工 同 一 模 数 、 不 同 齿 数 的 所 有齿 轮 。（ 2） 生 产 率 高 。 连 续 分 度 ， 连 续 切 削 。（ 3） 加 工 精 度 高 。 多 用 。 （ 一 ） 齿 轮 刀 具 的 种 类1.成 形 法 齿 轮 刀 具齿轮刀具的种类四、齿轮刀具常 用 的 成 形法 齿 轮 刀 具 成 形 齿 轮 铣 刀齿 轮 拉 刀齿 轮 刨 刀成 形 磨 齿 砂 轮常 用 的 是 成 形 齿 轮 铣 刀 。 成 形 齿 轮 铣 刀盘 形 齿 轮 铣 刀指 形 齿 轮 铣 刀成 形齿 轮铣 刀 加 工 模 数 m 8mm的 小 齿 轮加 工 模 数 m 8mm的 大 齿 轮齿轮刀具的种类 盘 形 齿 轮 铣 刀齿轮刀具的种类 指 形 齿 轮 铣 刀齿轮刀具的种类 8把 一 套 的 盘 形 齿 轮 铣 刀 刀 号 及 加 工 齿 数 范 围 刀 号 1 2 3 4 5 6 7 8加 工 齿 轮范 围 1213 1416 1720 2125 2634 3554 55134 135以上 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 。成 形 齿 轮 铣 刀齿轮刀具的种类 为 减 少 刀 具 的 数 量 ， 同 一 模 数 的 齿 轮 铣 刀 按 其所 加 工 的 齿 数 通 常 制 成 8把 一 套 （ 精 确 的 15把 一 套 ）， 每 种 铣 刀 用 于 加 工 一 定 齿 数 范 围 的 一 组 齿 轮 。 2. 展 成 法 齿 轮 刀 具齿轮刀具的种类常 用 的 展 成法 齿 轮 刀 具 齿 轮 滚 刀插 齿 刀剃 齿 刀 齿 轮 滚 刀 相 当 于 一 个 齿 数 少 、 螺 旋 角 大 的 斜 齿圆 柱 齿 轮 。 其 轮 齿 很 长 ， 可 以 绕 轴 几 圈 ， 因 而 成 为蜗 杆 形 状 。 滚 刀 的 切 削 刃 位 于 这 个 相 当 于 斜 齿 圆 柱齿 轮 的 蜗 杆 螺 旋 面 上 ， 这 个 蜗 杆 就 称 之 为 齿 轮 滚 刀的 基 本 蜗 杆 。 基 本 蜗 杆 螺 旋 面 的 旋 向 不 同 ， 有 右 旋 滚 刀 和 左旋 滚 刀 。 （ 二 ） 齿 轮 滚 刀1.滚 刀 的 基 本 蜗 杆齿轮滚刀 齿 轮 滚 刀 可 对 直 齿 、 斜 齿 圆 柱 齿 轮 进 行 粗 或 精加 工 ， 生 产 率 较 高 ， 应 用 最 广 泛 。 1 前 刀 面 2 顶 刃 3、 4 侧 刃5 顶 后 刀 面 6、 7 侧 后 刀 面1.滚 刀 的 基 本 蜗 杆齿轮滚刀 1.滚 刀 的 基 本 蜗 杆齿轮滚刀 理 论 上 加 工 渐 开 线 齿 轮 的 滚 刀 的 基 本 蜗 杆 是渐 开 线 蜗 杆 ， 端 面 齿 形 是 渐 开 线 ， 齿 侧 表 面 为 渐开 螺 旋 面 。 但 它 的 轴 向 齿 形 是 曲 线 ， 所 以 在 检 验时 比 较 困 难 ， 齿 侧 面 铲 齿 时 ， 轴 向 是 曲 线 ， 因 此 ，必 须 进 行 轴 向 铲 齿 ， 所 以 生 产 中 很 少 用 。 实 际 上 ， 生 产 中 采 用 近 似 齿 形 滚 刀 。 即 ： 阿基 米 德 蜗 杆 滚 刀 和 法 向 直 廓 蜗 杆 滚 刀 。 1.滚 刀 的 基 本 蜗 杆齿轮滚刀 阿 基 米 德 蜗 杆 的 端 面 齿 形 为 阿 基 米 德 螺 旋 线 ，轴 剖 面 为 直 线 ， 齿 侧 表 面 为 阿 基 米 德 螺 旋 面 。 易 加工 、 多 用 。 法 向 直 廓 蜗 杆 的 端 面 齿 形 为 延 长 渐 开 线 法 剖 面齿 形 为 直 线 。 用 近 似 齿 轮 滚 刀 切 出 的 齿 轮 齿 形 ， 虽 然 理 论 上不 是 渐 开 线 ， 但 误 差 可 控 制 很 小 ， 特 别 是 阿 基 米 德蜗 杆 滚 刀 多 用 。 整 体 式 镶 齿 式2.滚 刀 的 基 本 结 构1 刀 体 ； 2 刀 片 ； 3 端 盖小 模 数 滚 刀 大 模 数 滚 刀 滚 刀 的 两 端 面 与 滚 刀 轴 线 相 垂 直 ； 滚 刀 孔 径有 平 行 于 轴 线 的 键 槽 ， 用 来 传 递 扭 矩 。齿轮滚刀 齿轮滚刀整 体 式 滚 刀 滚 刀 外 径 是 一 个 很 重 要 的 结 构 尺 寸 ， 它 直 接 影响 其 它 结 构 参 数 的 合 理 性 、 切 削 过 程 的 平 稳 性 、 滚刀 精 度 和 耐 用 度 、 滚 刀 的 制 造 工 艺 性 和 加 工 齿 轮 的表 面 质 量 。 滚 刀 分 为 两 大 系 列 ： 大 外 径 系 列 （ 型 ） 和 小外 径 系 列 （ 型 ） 。 前 者 用 于 高 精 度 滚 刀 ， 后 者 用于 普 通 精 度 滚 刀 。 3.滚 刀 的 几 何 参 数 滚 刀 的 几 何 参 数 有 ： 外 径 、 孔 径 、 长 度 、 头 数 、圆 周 齿 数 。（ 1） 齿 轮 滚 刀 的 外 径 与 孔 径齿轮滚刀 确 定 滚 刀 最 小 长 度 满 足 两 个 要 求 ： 一 是 能 完 整地 包 络 出 齿 轮 的 齿 廓 ； 二 是 滚 刀 两 端 边 缘 的 刀 齿 不应 负 荷 过 重 。 考 虑 下 列 因 素 对 长 度 值 进 行 修 正 ： 1） 为 了 使 两 端 不 完 整 的 刀 齿 不 参 加 切 削 ， 应 加长 滚 刀 。 2） 为 使 滚 刀 磨 损 均 匀 ， 应 考 虑 轴 向 窜 刀 所 必 需的 长 度 增 加 量 。 3） 轴 台 的 长 度 是 检 验 滚 刀 安 装 是 否 正 确 的 基 准， 通 常 不 小 于 4 5mm。 （ 2） 齿 轮 滚 刀 的 长 度齿轮滚刀 滚 刀 的 螺 纹 头 数 对 滚 齿 生 产 率 和 加 工 精 度 都 有 重要 影 响 。 采 用 多 头 滚 刀 时 ， 参 与 切 削 的 齿 数 增 加 ， 生 产 效率 比 单 头 滚 刀 高 。 但 多 头 滚 刀 螺 旋 升 角 大 ， 设 计 制 造误 差 增 加 ， 铲 磨 时 很 难 保 证 精 度 ， 加 之 多 头 滚 刀 各 螺纹 之 间 存 在 分 度 误 差 ， 所 以 多 头 滚 刀 的 加 工 精 度 较 低， 一 般 适 用 于 粗 加 工 。（ 3） 齿 轮 滚 刀 的 头 数齿轮滚刀 圆 周 齿 数 影 响 切 削 过 程 的 平 稳 性 、 齿 面 加 工 质量 和 滚 刀 的 使 用 寿 命 。 齿 数 增 加 ， 切 削 过 程 平 稳 ，耐 用 度 提 高 ， 齿 背 的 宽 度 减 少 ， 滚 刀 的 寿 命 缩 短 。通 常 ， 滚 刀 圆 周 齿 数 为 9 16个 。（ 4） 齿 轮 滚 刀 的 圆 周 齿 数齿轮滚刀 滚 刀 按 精 密 程 度 分 为 AAA级 、 AA级 、 A级 、 B级 、 C级 ， 下 表 列 出 了 滚 刀 精 度 等 级 与 被 加 工 齿 轮精 度 等 级 的 关 系 。 4.滚 刀 的 精 度齿轮滚刀滚 刀 精 度 等 级 AAA级 AA级 A级 B级 C级可 加 工 齿 轮 精 度等 级 6 7 8 8 9 9 10 为 保 证 加 工 出 齿 形 的 正 确 性 ， 滚 刀 在 切 削处 的 螺 旋 线 方 向 与 被 加 工 齿 轮 齿 槽 方 向 一 致 。 加 工 直 齿 圆 柱 齿 轮 时 ：5.滚 刀 安 装 滚 刀 分 圆 螺 旋 升 角 。 齿轮滚刀 加 工 螺 旋 角 为 的 斜 齿 圆 柱 齿 轮 时旋 向 相 同 ， 取 “ -” ； 相 反 ， 取 “ +” 。滚 刀 与 被 加 工 齿 轮 旋 向 相 同 滚 刀 与 被 加 工 齿 轮 旋 向 相 反被 加 工 齿 轮 分 圆 螺 旋 角 ； 滚 刀 分 圆 螺 旋 升 角 。 齿轮滚刀5.滚 刀 安 装 插 齿 刀 也 是 一 种 主 要 的 展 成 法 齿 轮 刀 具 ， 它 可以 加 工 直 齿 轮 、 斜 齿 轮 、 多 联 齿 轮 、 内 齿 轮 、 人 字齿 轮 和 齿 条 等 。 标 准 直 齿 插 齿 刀 按 其 结 构 特 点 ， 可 分 为 盘 形 、碗 形 和 锥 柄 形 三 种 类 型 ， 如 下 图 所 示 。 （ 三 ） 插 齿 刀1.插 齿 刀 的 类 型插齿刀 插 齿 刀 的 类 型用 于 加 工 直 齿 外 齿 轮 和 大 直 径 内 齿 轮 。a） 盘 形 插 齿 刀插齿刀 插 齿 刀 的 类 型用 于 加 工 多 联 齿 轮 和 带 凸 肩 的 齿 轮 。b） 碗 形 插 齿 刀插齿刀 插 齿 刀 的 类 型主 要 用 于 加 工 内 齿 轮 。c） 锥 柄 插 齿 刀插齿刀 插 齿 刀 的 选 用插齿刀（ 1） 根 据 被 插 齿 轮 形 状 选 类 型 。（ 2） 插 齿 刀 的 参 数 应 和 被 加 工 齿 轮 的 参 数 一 致 。 直 齿 插 齿 刀 的 模 数 、 压 力 角 应 与 被 加 工 齿 轮 一 致 。 斜 齿 插 齿 刀 的 法 向 模 数 、 压 力 角 应 与 被 加 工 齿 轮一 致 ， 旋 向 相 反 。（ 3） 精 度 分 为 AA、 A、 B、 C分 别 用 于 加 要 工 6、 7、8、 9级 精 度 的 齿 轮 。（ 4） 插 齿 刀 各 要 素 的 公 差 均 为 所 加 工 齿 轮 公 差 的1/3。 （ 四 ） 剃 齿 刀 用 于 未 淬 硬 的 直齿 、 斜 齿 圆 柱 齿 轮的 精 加 工 ， 生 产 效率 很 高 ， 是 软 齿 面精 加 工 最 常 见 的 加工 方 法 。 使 用 最 多 的 剃 齿刀 是 圆 盘 形 。 它 的基 本 结 构 是 齿 侧 开有 许 多 切 削 刃 的 变位 齿 轮 。剃齿刀 剃齿刀（ 四 ） 剃 齿 刀 （ 四 ） 剃 齿 刀通 用 剃 齿 刀 的 制 造 精 度 分 为 A、 B、 C三 级 ， 分 别 用于 加 工 精 度 为 6、 7、 8级 的 齿 轮 ；剃 齿 刀 的 螺 旋 角 有 150 、 100 、 50 三 种 ，150 和 50 应 用 最 广 ， 150 多 用 于 加 工 直 齿 圆 柱 齿轮 ， 50 多 用 于 加 工 斜 齿 轮 和 直 齿 双 联 齿 轮 。剃 削 齿 轮 前 ， 需 用 专 用 的 剃 前 滚 刀 或 剃 前 插 齿 刀 来加 工 齿 形 并 留 有 剃 削 余 量 。剃 齿 刀 寿 命 长 、 价 格 高 ， 在 成 批 大 量 生 产 中 使 用 较多 。剃齿刀 思 考 题 与 习 题思考题与习题第 三 节 插 齿 加 工1.常 用 的 成 形 法 齿 轮 刀 具 有 哪 几 种 ？2. 滚 刀 的 基 本 蜗 杆 有 哪 几 种 ？ 理 论 上 能 加 工 出 正 确 渐开 线 齿 形 的 是 哪 种 ？ 而 实 际 中 使 用 的 是 哪 种 ？3.齿 轮 滚 刀 应 如 何 安 装 和 选 用 ？4.常 用 的 插 齿 刀 有 哪 些 类 型 ?分 别 适 用 于 什 么 场 合 ？5.插 齿 刀 应 如 何 选 用 ？