模块12圆柱齿轮加工课件

模块模块12 12 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工模块模块12 12 圆柱齿轮加工圆柱齿轮加工 一、一、课题引入课题引入 二、二、课题分析课题分析 三、三、相关知识相关知识 知识点知识点圆柱齿轮的结构特点。圆柱齿轮的结构特点。圆柱齿轮加工方法及工艺特点。圆柱齿轮加工方法及工艺特点。技能点技能点圆柱齿轮的加工方法。圆柱齿轮的加工方法。一、课题引入一、课题引入在机械传动中，齿轮是最常见的机械零件，那么齿在机械传动中，齿轮是最常见的机械零件，那么齿轮是如何加工的？在加工过程中有哪些加工方法？在不同轮是如何加工的？在加工过程中有哪些加工方法？在不同的加工方法中具体应注意什么问题？如图的加工方法中具体应注意什么问题？如图12-112-1所示的双联所示的双联齿轮应如何进行加工？齿轮应如何进行加工？图图12-1 12-1 双联齿轮双联齿轮二、课题分析二、课题分析齿轮是机械传动中的重要零件，它具有平均传动比齿轮是机械传动中的重要零件，它具有平均传动比准确、传动力大、工作效率高、结构紧凑和可靠性好等优准确、传动力大、工作效率高、结构紧凑和可靠性好等优点，应用极为广泛。随着科学技术的发展，对齿轮的传动点，应用极为广泛。随着科学技术的发展，对齿轮的传动精度和圆周速度等方面的要求越来越高。因此，齿轮加工精度和圆周速度等方面的要求越来越高。因此，齿轮加工在机械制造业中占有重要的地位。故本课题将主要学习有在机械制造业中占有重要的地位。故本课题将主要学习有关圆柱齿轮的加工方法和比较典型的加工机床。关圆柱齿轮的加工方法和比较典型的加工机床。三、相关知识三、相关知识(一一)圆柱齿轮的功用、结构特点和精度要求圆柱齿轮的功用、结构特点和精度要求圆柱齿轮在机器和仪器中应用极为广泛，其功用是圆柱齿轮在机器和仪器中应用极为广泛，其功用是按一定速比传递运动和动力。按一定速比传递运动和动力。圆柱齿轮的结构因使用要求不同而不同。从工艺角圆柱齿轮的结构因使用要求不同而不同。从工艺角度出发，可将其看成是由齿圈和轮体两部分构成。按齿圈度出发，可将其看成是由齿圈和轮体两部分构成。按齿圈上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿、斜齿和人字齿等；上轮齿的分布形式，齿轮可分为直齿、斜齿和人字齿等；按轮体的结构形式，齿轮可大致分为盘类齿轮、套类齿轮、按轮体的结构形式，齿轮可大致分为盘类齿轮、套类齿轮、轴类齿轮和齿条等，如图轴类齿轮和齿条等，如图12-212-2所示。所示。图图12-2 12-2 圆柱齿轮的结构形式圆柱齿轮的结构形式 圆柱齿轮的结构形式直接影响齿轮的加工工艺过程。圆柱齿轮的结构形式直接影响齿轮的加工工艺过程。单齿圈盘类齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形单齿圈盘类齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮的小齿圈的加工方法加工轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮的小齿圈的加工受其轮缘间的轴向距离的限制，故其齿形加工方法的加工受其轮缘间的轴向距离的限制，故其齿形加工方法的选择受到限制，加工工艺性较差。齿轮的制造精度对机器选择受到限制，加工工艺性较差。齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力、噪声及使用寿命影响很大。因此，的工作性能、承载能力、噪声及使用寿命影响很大。因此，为满足齿轮的使用性能，一般对齿轮提出了下列为满足齿轮的使用性能，一般对齿轮提出了下列4 4项精度要项精度要求，具体如下：求，具体如下：(1)(1)传递运动的准确性。要求齿轮在一转中的转角传递运动的准确性。要求齿轮在一转中的转角误差限制在一定范围内，使齿轮副传动比变化小，以保证误差限制在一定范围内，使齿轮副传动比变化小，以保证传递运动准确。传递运动准确。(2)(2)传递运动的平稳性。要求齿轮一齿范围内的转传递运动的平稳性。要求齿轮一齿范围内的转角误差限制在一定范围内，使齿轮副瞬时传动比变化小，角误差限制在一定范围内，使齿轮副瞬时传动比变化小，以保证传动的平稳性，减少振动、冲击和噪声。以保证传动的平稳性，减少振动、冲击和噪声。(3)(3)载荷分布的均匀性。要求传动中工作齿面接触载荷分布的均匀性。要求传动中工作齿面接触良好，以保证载荷分布均匀，否则将导致齿面应力集中，良好，以保证载荷分布均匀，否则将导致齿面应力集中，过早磨损而降低使用寿命。过早磨损而降低使用寿命。(4)(4)传动侧隙的合理性。要求啮合轮齿的非工作齿传动侧隙的合理性。要求啮合轮齿的非工作齿面间留有一定的侧隙，以便储存润滑油，补偿弹性变形和面间留有一定的侧隙，以便储存润滑油，补偿弹性变形和热变形及齿轮的制造安装误差。热变形及齿轮的制造安装误差。【知识链接知识链接】国家标准国家标准GB 1009588GB 1009588渐开线圆柱渐开线圆柱齿轮精度齿轮精度对齿轮、齿轮副规定了对齿轮、齿轮副规定了1212个精度等级，个精度等级，1 1、2 2级级属于有待发展的精度级，属于有待发展的精度级，3535级属于高精度级，级属于高精度级，6868级属于级属于中等精度级，中等精度级，912912级属于低精度级。标准将齿轮每个精度级属于低精度级。标准将齿轮每个精度等级的各项公差与极限偏差分成等级的各项公差与极限偏差分成3 3个公差组见表个公差组见表12-112-1。表表12-1 12-1 齿轮公差组齿轮公差组 载荷分布的均匀性荷分布的均匀性F F、F Fb b、F Fpxpx传动的平的平稳性、噪声、振性、噪声、振动 i i、i i、i i、ptpt、pbpb、tt传递运运动的准确性的准确性F Fi i、F Fp p、F Fpkpk、F Fi i、F Fr r、F Fw w对传动性能的主要影响性能的主要影响公差与极限偏差公差与极限偏差项目目公差公差组对齿轮副侧隙的要求，标准以齿厚偏差为主要参数，对齿轮副侧隙的要求，标准以齿厚偏差为主要参数，规定了规定了1414种字母代号，用种字母代号，用C C、D D、E E、F F、G G、H H、J J、K K、L L、M M、N N、P P、R R、S S等表示，齿厚的上、下偏差分别用两个字母表等表示，齿厚的上、下偏差分别用两个字母表示。示。(二二)齿形加工齿形加工按加工中有无切屑，齿形加工方法可分为无屑加工按加工中有无切屑，齿形加工方法可分为无屑加工和切削加工两类。无屑加工包括热轧、冷轧、压铸、注塑和切削加工两类。无屑加工包括热轧、冷轧、压铸、注塑和粉末冶金等。无屑加工生产率高，材料消耗小，成本低，和粉末冶金等。无屑加工生产率高，材料消耗小，成本低，但由于受到材料塑性和加工精度低的影响，目前尚未广泛但由于受到材料塑性和加工精度低的影响，目前尚未广泛应用。齿形切削加工精度高，目前仍然是齿形加工的主要应用。齿形切削加工精度高，目前仍然是齿形加工的主要方法。从加工原理上可将切削加工分为仿形法和展成法两方法。从加工原理上可将切削加工分为仿形法和展成法两种。种。仿形法采用和被加工齿轮齿槽形状相同的刀刃的成仿形法采用和被加工齿轮齿槽形状相同的刀刃的成形刀具来进行加工，常用的方法有模数铣刀铣齿、齿轮拉形刀具来进行加工，常用的方法有模数铣刀铣齿、齿轮拉刀拉齿和成形砂轮磨齿等。这些方法由于存在分度误差及刀拉齿和成形砂轮磨齿等。这些方法由于存在分度误差及刀具的制造和安装误差，加工精度相对较低，一般只能加刀具的制造和安装误差，加工精度相对较低，一般只能加工出工出910910级精度的齿轮，而且在加工过程中需要多次不连级精度的齿轮，而且在加工过程中需要多次不连续分度，生产效率较低。展成法的原理是使齿轮刀具和齿续分度，生产效率较低。展成法的原理是使齿轮刀具和齿坯严格保持一对齿轮啮合的运动关系来进行加工。这种加坯严格保持一对齿轮啮合的运动关系来进行加工。这种加工方法的加工精度和生产率都较高，应用十分广泛。常见工方法的加工精度和生产率都较高，应用十分广泛。常见的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、挤齿和磨齿等。常见的齿的有滚齿、插齿、剃齿、珩齿、挤齿和磨齿等。常见的齿形切削加工方法的加工精度和适用范围见表形切削加工方法的加工精度和适用范围见表12-212-2。表表12-2 12-2 常见齿形加工方法的加工精度和适用范围常见齿形加工方法的加工精度和适用范围 能加工能加工3737级精度精度齿轮，生，生产率低，加工成本高，率低，加工成本高，多用于多用于齿形淬硬后的精加工形淬硬后的精加工磨磨齿机机砂砂轮磨磨齿 能加工能加工6767级精度精度齿轮，多用于，多用于经过剃剃齿和高和高频淬火后淬火后齿形的精加工形的精加工珩珩齿机或机或剃剃齿机机珩磨珩磨轮珩珩齿 能加工能加工6868级精度精度齿轮，生，生产率比剃率比剃齿机高，成本机高，成本低，多用于低，多用于齿形淬硬前的精加工，属于无切屑加工形淬硬前的精加工，属于无切屑加工挤齿机机挤轮冷冷挤齿轮 能加工能加工5757级精度精度齿轮，生，生产率高，主要用于率高，主要用于齿轮滚插插预加工后、淬火前的精加工加工后、淬火前的精加工剃剃齿机机剃剃齿刀刀剃剃齿 通常能加工通常能加工7979级精度精度齿轮，最高达，最高达6 6级，生，生产效效率高，通用性大，适于加工内外率高，通用性大，适于加工内外啮合合齿轮(包括包括阶梯梯齿轮)、扇形、扇形齿轮和和齿条等条等插插齿机机插插齿刀刀插插齿 通常能加工通常能加工610610级精度精度齿轮，最高达，最高达4 4级，生，生产效效率高，通用性大，常用于加工直率高，通用性大，常用于加工直齿、斜、斜齿的外的外啮合合圆柱柱齿轮和和蜗轮滚齿机机齿轮滚刀刀滚齿展成法展成法 精度和生精度和生产率均率均较高，但拉刀多高，但拉刀多为专用，制造困用，制造困难，价格高，故只在大量生价格高，故只在大量生产时用之，宜于拉内用之，宜于拉内齿轮拉床拉床齿轮拉刀拉刀拉拉齿加工精度及生加工精度及生产率均率均较低，一般精度低，一般精度为9 9级以下以下铣床床模数模数铣齿成形成形铣齿仿形法仿形法加工精度及适用范加工精度及适用范围机床机床刀具刀具齿形加工方法形加工方法1.1.滚齿滚齿滚齿加工原理即滚刀和工件相当于齿轮齿条啮合，滚齿加工原理即滚刀和工件相当于齿轮齿条啮合，齿轮滚刀是一个经过开槽和铲齿的蜗杆，具有切削刃齿轮滚刀是一个经过开槽和铲齿的蜗杆，具有切削刃和后角，其法向剖面近似于齿条，滚刀旋转时，就相和后角，其法向剖面近似于齿条，滚刀旋转时，就相当于齿条在连续地移动，被切齿轮的分度圆沿齿条节当于齿条在连续地移动，被切齿轮的分度圆沿齿条节线作无滑动的纯滚动，滚刀切削刃的包络线就形成被线作无滑动的纯滚动，滚刀切削刃的包络线就形成被切齿轮的齿廓曲线。切齿轮的齿廓曲线。滚齿是齿形加工中生产率较高、应用最广的一种方法。滚齿是齿形加工中生产率较高、应用最广的一种方法。用一把滚刀可加工模数相同而齿数和螺旋角不同的直齿圆用一把滚刀可加工模数相同而齿数和螺旋角不同的直齿圆柱齿轮、斜齿轮。滚齿法还可用于加工蜗轮。滚齿的加工柱齿轮、斜齿轮。滚齿法还可用于加工蜗轮。滚齿的加工尺寸范围和精度范围较大，既可用于齿形的粗加工，又可尺寸范围和精度范围较大，既可用于齿形的粗加工，又可用作精加工。对于用作精加工。对于8 8、9 9级精度齿轮，可直接滚齿得到，对级精度齿轮，可直接滚齿得到，对于于7 7级精度以上的齿轮，通常滚齿可作为齿形的粗加工或级精度以上的齿轮，通常滚齿可作为齿形的粗加工或半精加工。当采用半精加工。当采用AAAA级齿轮滚刀和高精度滚齿机时，可直级齿轮滚刀和高精度滚齿机时，可直接加工出接加工出7 7级精度以上的齿轮。级精度以上的齿轮。滚齿加工时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，由于参滚齿加工时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，由于参加切削的刀齿数有限，齿面的表面质量不太高。为提高加加切削的刀齿数有限，齿面的表面质量不太高。为提高加工精度和齿面质量，宜将粗滚齿、精滚齿分开。精滚的加工精度和齿面质量，宜将粗滚齿、精滚齿分开。精滚的加工余量一般为工余量一般为0.51mm0.51mm，且应取较高的切削速度和较小的进，且应取较高的切削速度和较小的进给量。给量。【知识链接知识链接】如图如图12-312-3所示是所示是Y3150EY3150E型滚齿机的外型滚齿机的外形图。立柱形图。立柱2 2固定在床身固定在床身1 1上，刀架溜板上，刀架溜板3 3可沿立柱导轨上下可沿立柱导轨上下移动，刀架体移动，刀架体5 5安装在刀架溜板安装在刀架溜板3 3上，可绕自身的水平轴线上，可绕自身的水平轴线转位。滚刀安装在刀杆转位。滚刀安装在刀杆4 4上，作旋转运动。工件安装在工件上，作旋转运动。工件安装在工件台台9 9的心轴的心轴7 7上，随同工作台一起转动。后立柱上，随同工作台一起转动。后立柱8 8和工作台和工作台9 9一起装在床鞍一起装在床鞍1010上，可沿机床水平导轨移动，用于调整工上，可沿机床水平导轨移动，用于调整工件的径向位置或作径向进给运动。件的径向位置或作径向进给运动。Y3150EY3150E型滚齿机是一种型滚齿机是一种中型通用滚齿机，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也中型通用滚齿机，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可以采用径向切入法加工蜗轮。加工最大直径为可以采用径向切入法加工蜗轮。加工最大直径为500mm500mm，最，最大模数为大模数为8mm8mm。图图12-3 Y3150E12-3 Y3150E型滚齿机型滚齿机11床身；床身；22立柱；立柱；33刀架溜板；刀架溜板；44刀杆；刀杆；55刀架体；刀架体；66支架；支架；77心轴；心轴；88后立柱；后立柱；99工作台；工作台；1010床鞍床鞍2.2.滚刀滚刀滚刀结构分为整体式、镶片式和可转位式等类型。滚刀结构分为整体式、镶片式和可转位式等类型。为了使滚刀能切出正确的齿形，滚刀切削刃必须在蜗杆的为了使滚刀能切出正确的齿形，滚刀切削刃必须在蜗杆的同一圆表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。滚刀的基同一圆表面上，这个蜗杆称为滚刀的基本蜗杆。滚刀的基本蜗杆有渐开线、阿基米德和法向直廓本蜗杆有渐开线、阿基米德和法向直廓3 3种。理论上，加工种。理论上，加工渐开线齿轮应用渐开线蜗杆，但其制造困难；而阿基米德渐开线齿轮应用渐开线蜗杆，但其制造困难；而阿基米德蜗杆轴向剖面的齿形为直线，易于制造，生产中常用阿基蜗杆轴向剖面的齿形为直线，易于制造，生产中常用阿基米德蜗杆代替渐开线蜗杆。为使基本蜗杆形成滚刀，要对米德蜗杆代替渐开线蜗杆。为使基本蜗杆形成滚刀，要对其开槽，以形成前刀面和前角。模数其开槽，以形成前刀面和前角。模数110mm110mm标准齿轮滚刀标准齿轮滚刀均为零前角直槽。为了形成后角，滚刀的顶刃和侧刃都需均为零前角直槽。为了形成后角，滚刀的顶刃和侧刃都需铲齿和铲磨。铲齿和铲磨。标准齿轮滚刀精度分为标准齿轮滚刀精度分为5 5级：级：AAAAAA、AAAA、A A、B B、C C。加。加工时应按齿轮要求的精度，选用相应的齿轮滚刀。滚刀精工时应按齿轮要求的精度，选用相应的齿轮滚刀。滚刀精度等级与被加工齿轮精度等级的对应关系见表度等级与被加工齿轮精度等级的对应关系见表12-312-3。表表12-3 12-3 滚刀精度等级与被加工齿轮精度等级的对应关系滚刀精度等级与被加工齿轮精度等级的对应关系 10109 9898978786 6被加工被加工齿轮精度等精度等级C CB BA AAAAAAAAAAA滚刀精度等刀精度等级采用新材料滚刀，对提高齿轮加工的精度和生产率采用新材料滚刀，对提高齿轮加工的精度和生产率有重大意义。硬质合金滚刀可对硬齿面齿轮进行半精滚或有重大意义。硬质合金滚刀可对硬齿面齿轮进行半精滚或精滚，精度可达精滚，精度可达7 7级，生产率比磨齿约高级，生产率比磨齿约高5656倍。小模数的倍。小模数的硬质合金滚刀采用整体结构形式，中等模数的硬质合金滚硬质合金滚刀采用整体结构形式，中等模数的硬质合金滚刀有焊接式与镶片式等结构。如图刀有焊接式与镶片式等结构。如图12-412-4所示为硬质合金刮所示为硬质合金刮削滚刀，采用削滚刀，采用-30-30前角，用于精加工前角，用于精加工4564HRC4564HRC的硬齿面。的硬齿面。一般硬齿面精加工滚刀的前角也可采用零度或较小的负前一般硬齿面精加工滚刀的前角也可采用零度或较小的负前角。角。图图12-4 12-4 硬质合金刮削滚刀硬质合金刮削滚刀 3.3.滚齿的加工精度分析滚齿的加工精度分析滚齿加工中，由于机床、刀具、夹具和齿坯在制造、滚齿加工中，由于机床、刀具、夹具和齿坯在制造、安装和调整中不可避免地存在一些误差，因而被加工齿轮安装和调整中不可避免地存在一些误差，因而被加工齿轮在尺寸、形状和位置等方面也会产生一定的误差。它们影在尺寸、形状和位置等方面也会产生一定的误差。它们影响齿轮传动的准确性、平稳性、载荷分布的均匀性和齿侧响齿轮传动的准确性、平稳性、载荷分布的均匀性和齿侧间隙。间隙。1)1)影响传动准确性的误差分析影响传动准确性的误差分析影响传动准确性的主要原因是在加工中滚刀和被加影响传动准确性的主要原因是在加工中滚刀和被加工齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。其中，相对位工齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。其中，相对位置的变化置的变化(几何偏心几何偏心)产生齿轮的径向误差；相对运动的变产生齿轮的径向误差；相对运动的变化化(运动偏心运动偏心)产生齿轮的切向误差。产生齿轮的切向误差。(1)(1)齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其定位基准中心不重合，使被切齿轮的轮齿发中心与其定位基准中心不重合，使被切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的齿距误差。切齿时产生齿轮径向生径向位移而引起的齿距误差。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因有：安装调整夹具时，定位心轴与机误差的主要原因有：安装调整夹具时，定位心轴与机床工作台回转中心不重合；齿坯内孔与心轴间有间隙，床工作台回转中心不重合；齿坯内孔与心轴间有间隙，安装偏心；基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作安装偏心；基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏斜。减少齿轮径向误差的措施有：台回转中心产生偏斜。减少齿轮径向误差的措施有：提高齿坯加工精度；提高夹具制造精度；提高夹具安提高齿坯加工精度；提高夹具制造精度；提高夹具安装调整精度；改进夹具结构，如用可胀心轴来消除配装调整精度；改进夹具结构，如用可胀心轴来消除配合间隙等。合间隙等。(2)(2)齿轮切向误差是指加工时，由于机床工作台的齿轮切向误差是指加工时，由于机床工作台的不等速旋转，使被切齿轮的轮齿沿切向不等速旋转，使被切齿轮的轮齿沿切向(即圆周方向即圆周方向)发生位移所引起的齿距累积误差。影响传动链误差的发生位移所引起的齿距累积误差。影响传动链误差的主要原因是工作台分度蜗轮本身齿距累积误差及安装主要原因是工作台分度蜗轮本身齿距累积误差及安装偏心。减少齿轮切向误差的措施有：提高分度蜗轮的偏心。减少齿轮切向误差的措施有：提高分度蜗轮的制造精度和安装精度，以及采用校正装置去补偿蜗轮制造精度和安装精度，以及采用校正装置去补偿蜗轮的分度误差。的分度误差。2)2)影响传动平稳性的加工误差分析影响传动平稳性的加工误差分析影响齿轮传动平稳性的主要因素是齿轮的基节偏差影响齿轮传动平稳性的主要因素是齿轮的基节偏差pbpb和齿形误差和齿形误差f f。滚齿时工件的基节等于滚刀的基节，。滚齿时工件的基节等于滚刀的基节，基节偏差一般较小，而齿形误差通常较大。齿形误差是指基节偏差一般较小，而齿形误差通常较大。齿形误差是指被切齿廓偏离理论渐开线曲线而产生的误差，滚齿后常见被切齿廓偏离理论渐开线曲线而产生的误差，滚齿后常见的齿形误差有：齿面出棱、齿形角误差、齿形不对称和周的齿形误差有：齿面出棱、齿形角误差、齿形不对称和周期误差等。期误差等。产生齿形误差的主要因素是滚刀的制造误差、安装产生齿形误差的主要因素是滚刀的制造误差、安装误差和机床分齿传动链的传动误差。滚刀刀齿沿圆周等分误差和机床分齿传动链的传动误差。滚刀刀齿沿圆周等分不好或安装后有较大的径向跳动及轴向窜动，会引起齿面不好或安装后有较大的径向跳动及轴向窜动，会引起齿面出棱；滚刀刀齿的齿形角误差及前角不准确，会引起齿形出棱；滚刀刀齿的齿形角误差及前角不准确，会引起齿形角误差；滚刀前刀面与轴线不平行及滚刀对中不好，会引角误差；滚刀前刀面与轴线不平行及滚刀对中不好，会引起齿形不对称；滚刀安装后的径向跳动和轴向窜动、分齿起齿形不对称；滚刀安装后的径向跳动和轴向窜动、分齿挂轮的运动误差、分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动等小周挂轮的运动误差、分度蜗杆的径向跳动和轴向窜动等小周期误差，会引起周期误差。为保证齿形精度要求，应根据期误差，会引起周期误差。为保证齿形精度要求，应根据齿轮的精度等级正确选择滚刀和机床的精度，特别要注意齿轮的精度等级正确选择滚刀和机床的精度，特别要注意滚刀的刃磨精度和安装精度。滚刀的刃磨精度和安装精度。3)3)影响载荷均匀性的加工误差分析影响载荷均匀性的加工误差分析齿轮齿面的接触状况齿轮齿面的接触状况(齿向误差齿向误差)直接影响齿轮传动直接影响齿轮传动中载荷的均匀性，其中齿轮齿高方向的接触精度，由齿形中载荷的均匀性，其中齿轮齿高方向的接触精度，由齿形精度和基节精度来保证；齿宽方向的接触精度，主要受齿精度和基节精度来保证；齿宽方向的接触精度，主要受齿向误差向误差F Fb b的影响。齿向误差即轮齿齿向偏离理论位置。的影响。齿向误差即轮齿齿向偏离理论位置。产生齿向误差的主要因素是滚刀进给方向与齿坯心轴不平产生齿向误差的主要因素是滚刀进给方向与齿坯心轴不平行，包括齿坯定位心轴安装歪斜、刀架导轨相对工作台回行，包括齿坯定位心轴安装歪斜、刀架导轨相对工作台回转中心在齿坯径向或切向不平行。此外，差动交换齿轮传转中心在齿坯径向或切向不平行。此外，差动交换齿轮传动比计算不够精确会引起斜齿轮的齿向误差。动比计算不够精确会引起斜齿轮的齿向误差。减少齿向误差的措施有：提高夹具制造与安装精度；减少齿向误差的措施有：提高夹具制造与安装精度；提高齿坯加工精度；导轨磨损后及时修刮；加工斜齿轮时，提高齿坯加工精度；导轨磨损后及时修刮；加工斜齿轮时，差动交换齿轮传动比计算应精确至小数点后差动交换齿轮传动比计算应精确至小数点后5656位。位。【知识链接知识链接】在实际的生产过程中，常常采用以下在实际的生产过程中，常常采用以下方法提高滚齿生产率的途径：方法提高滚齿生产率的途径：(1)(1)高速滚齿。目前受机床刚度和刀具耐用度的限高速滚齿。目前受机床刚度和刀具耐用度的限制，滚齿的切削速度一般较低。近年我国已开始制造高速制，滚齿的切削速度一般较低。近年我国已开始制造高速滚齿机，采用铝高速钢滚齿机，采用铝高速钢(Mo5Al)(Mo5Al)滚刀，滚齿速度可由普通滚滚刀，滚齿速度可由普通滚齿加工的齿加工的30m/min30m/min提高到提高到100m/min100m/min以上，使生产率提高以上，使生产率提高2525。采用硬质合金滚刀，切削速度可高达采用硬质合金滚刀，切削速度可高达300m/min300m/min以上，且滚以上，且滚齿加工精度提高，齿面粗糙度值减小。齿加工精度提高，齿面粗糙度值减小。(2)(2)采用多头滚刀和大直径滚刀。采用多头滚刀可采用多头滚刀和大直径滚刀。采用多头滚刀可提高工件圆周方向的进给量，从而提高生产率，但由于多提高工件圆周方向的进给量，从而提高生产率，但由于多头滚刀有分头误差，螺旋升角增大，切齿的包络刀刃数减头滚刀有分头误差，螺旋升角增大，切齿的包络刀刃数减少，加工误差和齿面粗糙度值较大，故多用于粗加工；采少，加工误差和齿面粗糙度值较大，故多用于粗加工；采用大直径滚刀，圆周齿数增加，刀杆刚度增大，允许采用用大直径滚刀，圆周齿数增加，刀杆刚度增大，允许采用较大的切削用量，且加工齿面粗糙度值较小。较大的切削用量，且加工齿面粗糙度值较小。(3)(3)改进滚齿加工方法。常用的方法有：多件同时改进滚齿加工方法。常用的方法有：多件同时加工，可减少滚刀对每个齿坯的切入切出时间。采用径向加工，可减少滚刀对每个齿坯的切入切出时间。采用径向切入法滚齿，比轴向切入行程短，对大直径滚刀尤为突出；切入法滚齿，比轴向切入行程短，对大直径滚刀尤为突出；采用轴向窜刀滚齿。滚刀参与切削的刀齿负荷不等，磨损采用轴向窜刀滚齿。滚刀参与切削的刀齿负荷不等，磨损不均，加工一段时间后，将滚刀沿其轴向移动一段距离后不均，加工一段时间后，将滚刀沿其轴向移动一段距离后继续切削，可提高滚刀的耐用度。继续切削，可提高滚刀的耐用度。4.4.插齿插齿1)1)插齿的原理和工艺特点插齿的原理和工艺特点插齿加工原理为插齿刀与工件相当于一对平行轴的圆柱直插齿加工原理为插齿刀与工件相当于一对平行轴的圆柱直齿轮啮合，一个齿轮磨出前后角以形成切削刃即插齿刀，齿轮啮合，一个齿轮磨出前后角以形成切削刃即插齿刀，通过无间隙的啮合运动，将工件加工出齿形。插齿加工的通过无间隙的啮合运动，将工件加工出齿形。插齿加工的主要运动有如下几种：主要运动有如下几种：(1)(1)主运动。指插齿刀作上、下往复运动。其中向主运动。指插齿刀作上、下往复运动。其中向下为切削运动，向上为返回的退刀运动。下为切削运动，向上为返回的退刀运动。(2)(2)展成运动。指在加工过程中，插齿刀与工件之展成运动。指在加工过程中，插齿刀与工件之间始终保持相互啮合转动的关系。间始终保持相互啮合转动的关系。(3)(3)径向进给运动。指为使刀具逐渐切至全齿深，径向进给运动。指为使刀具逐渐切至全齿深，插齿刀相对于工件的径向移动。插齿刀相对于工件的径向移动。(4)(4)圆周进给运动。指插齿刀在每往复一次时所做圆周进给运动。指插齿刀在每往复一次时所做的回转运动。的回转运动。(5)(5)让刀运动。指在插齿过程中，插齿刀返回时，让刀运动。指在插齿过程中，插齿刀返回时，刀具与工件之间让开一段距离的运动。刀具与工件之间让开一段距离的运动。插齿是切齿方法中应用范围最广的一种，可加工圆插齿是切齿方法中应用范围最广的一种，可加工圆柱直齿轮、多联齿轮、内齿轮、扇形齿轮和齿条等；配上柱直齿轮、多联齿轮、内齿轮、扇形齿轮和齿条等；配上专门附件，也可加工斜齿轮。插齿既可用于齿形的粗加工，专门附件，也可加工斜齿轮。插齿既可用于齿形的粗加工，也可用于精加工。因插齿过程为往复运动，有空行程，齿也可用于精加工。因插齿过程为往复运动，有空行程，齿系统刚度较差，切削用量不能太大，故一般插齿的生产率系统刚度较差，切削用量不能太大，故一般插齿的生产率比滚齿低。只有在加工模数较小和宽度窄的齿轮时，其生比滚齿低。只有在加工模数较小和宽度窄的齿轮时，其生产率不低于滚齿，因此插齿多用于中小模数齿轮的加工。产率不低于滚齿，因此插齿多用于中小模数齿轮的加工。插齿加工与滚齿相比，插齿有以下工艺特点：插齿加工与滚齿相比，插齿有以下工艺特点：齿形精度比滚齿高。插齿刀在设计时，没有滚刀齿形精度比滚齿高。插齿刀在设计时，没有滚刀那种近似造形误差，加之在制造时可通过高精度磨齿机获那种近似造形误差，加之在制造时可通过高精度磨齿机获得精确的渐开线齿形。得精确的渐开线齿形。齿面的表面粗糙度值小。插齿过程中，参与包络齿面的表面粗糙度值小。插齿过程中，参与包络的刀刃数远比滚齿时多。的刀刃数远比滚齿时多。运动精度低于滚齿。插齿时，插齿刀上各个刀齿运动精度低于滚齿。插齿时，插齿刀上各个刀齿顺次切削工件的各个齿槽，所以刀具的齿距累积误差将直顺次切削工件的各个齿槽，所以刀具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。接传递给被加工齿轮，从而影响被切齿轮的运动精度。齿向偏差比滚齿大。插齿的齿向偏差取决于插齿齿向偏差比滚齿大。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。插齿刀机主轴回转轴线与工作台回转轴线的平行度误差。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大。滚齿加工大。插齿的生产率比滚齿低。插齿刀的切削速度受往插齿的生产率比滚齿低。插齿刀的切削速度受往复运动惯性限制，目前插齿刀每分钟往复行程次数一般只复运动惯性限制，目前插齿刀每分钟往复行程次数一般只有几百次。此外，插齿有空行程损失。有几百次。此外，插齿有空行程损失。插齿非常适于加工内齿轮、双联或多联齿轮、齿插齿非常适于加工内齿轮、双联或多联齿轮、齿条、扇形齿轮，而滚齿则无法加工。条、扇形齿轮，而滚齿则无法加工。2)2)插齿刀插齿刀插齿刀有盘形、碗形和带锥柄插齿刀有盘形、碗形和带锥柄3 3种类型。如图种类型。如图12-12-5(a)5(a)所示盘形插齿刀以内孔和端面定位，用螺母紧固在机所示盘形插齿刀以内孔和端面定位，用螺母紧固在机床主轴上，主要用于加工直齿外齿轮及大模数的内齿轮；床主轴上，主要用于加工直齿外齿轮及大模数的内齿轮；如图如图12-5(b)12-5(b)所示碗形插齿刀以内孔和端面定位，夹紧螺母所示碗形插齿刀以内孔和端面定位，夹紧螺母可容纳在刀体内，主要用于加工多联齿轮和带凸肩的齿轮；可容纳在刀体内，主要用于加工多联齿轮和带凸肩的齿轮；如图如图12-5(c)12-5(c)所示锥柄插齿刀用带有内锥孔的专用接头与机所示锥柄插齿刀用带有内锥孔的专用接头与机床主轴连接，主要用于加工内齿轮。床主轴连接，主要用于加工内齿轮。图图12-5 12-5 插齿刀的类型插齿刀的类型 插齿刀有插齿刀有3 3个精度等级：个精度等级：AAAA级、级、A A级、级、B B级。在正常工级。在正常工艺条件下，它们分别适用于加工艺条件下，它们分别适用于加工6 6、7 7、8 8级精度的齿轮，实级精度的齿轮，实用中应根据被加工齿轮的传动平稳性精度等级选取。用中应根据被加工齿轮的传动平稳性精度等级选取。3)3)插齿的加工质量分析插齿的加工质量分析(1)(1)传动准确性。齿坯安装时的几何偏心使工件产传动准确性。齿坯安装时的几何偏心使工件产生径向位移，造成齿圈径向跳动；工作台分度蜗轮的运动生径向位移，造成齿圈径向跳动；工作台分度蜗轮的运动偏心使工件产生切向位移，造成公法线长度变动，这与滚偏心使工件产生切向位移，造成公法线长度变动，这与滚齿相同。但插齿传动链中多了刀具蜗杆副，且插齿刀全部齿相同。但插齿传动链中多了刀具蜗杆副，且插齿刀全部刀齿参加切削，其本身制造的齿距累积误差和安装误差使刀齿参加切削，其本身制造的齿距累积误差和安装误差使插齿时齿轮沿切向产生较大的齿距累积误差，因而使插齿插齿时齿轮沿切向产生较大的齿距累积误差，因而使插齿的公法线长度变动比滚齿大。的公法线长度变动比滚齿大。(2)(2)传动平稳性。插齿刀设计时无近似误差，制造传动平稳性。插齿刀设计时无近似误差，制造时可用磨削方法获得精确的齿形，所以插齿的齿形误差比时可用磨削方法获得精确的齿形，所以插齿的齿形误差比滚齿小。滚齿小。(3)(3)载荷均匀性。机床刀架导轨对工作台回转中心载荷均匀性。机床刀架导轨对工作台回转中心的平行度使工件产生齿向误差，这与滚齿相同；但插齿上的平行度使工件产生齿向误差，这与滚齿相同；但插齿上下往复运动频繁，导轨易磨损，且刀具刚度差，因此插齿下往复运动频繁，导轨易磨损，且刀具刚度差，因此插齿的齿向误差比滚齿大。的齿向误差比滚齿大。(4)(4)表面粗糙度。滚齿时滚刀头数、刀槽数一定，表面粗糙度。滚齿时滚刀头数、刀槽数一定，切齿的包络刀刃数有限；而插齿圆周进给量可调，使切齿切齿的包络刀刃数有限；而插齿圆周进给量可调，使切齿的包络刀刃数远比滚齿多，故插齿的齿面粗糙度值比滚齿的包络刀刃数远比滚齿多，故插齿的齿面粗糙度值比滚齿小。小。【知识链接知识链接】在实际的生产过程中，常常采用以下在实际的生产过程中，常常采用以下方法提高插齿生产率：方法提高插齿生产率：(1)(1)高速插齿。增加插齿刀每分钟的往复次数进行高速插齿。增加插齿刀每分钟的往复次数进行高速插齿，可缩短机动时间。现有高速插齿机的往复运动高速插齿，可缩短机动时间。现有高速插齿机的往复运动可达每分钟可达每分钟1 0001 000次，甚至达到次，甚至达到1 8001 800次。次。(2)(2)提高圆周进给量。提高圆周进给量可缩短机动提高圆周进给量。提高圆周进给量可缩短机动时间，但齿面粗糙度值增大，且插齿回程的让刀量增大，时间，但齿面粗糙度值增大，且插齿回程的让刀量增大，易引起振动，因此宜将粗、精插齿分开。易引起振动，因此宜将粗、精插齿分开。(3)(3)提高插齿刀耐用度。在改进刀具材料的同时，提高插齿刀耐用度。在改进刀具材料的同时，改进刀具几何参数能提高刀具耐用度。有试验表明：将刀改进刀具几何参数能提高刀具耐用度。有试验表明：将刀具前后角改为具前后角改为0 0=15=15，0 0=9=9，刀具耐用度能提高，刀具耐用度能提高3 3倍倍左右，但精度有所降低。左右，但精度有所降低。5.5.其他齿形加工方法其他齿形加工方法1)1)剃齿剃齿(1)(1)剃齿原理和剃齿刀。剃齿加工是对滚剃齿原理和剃齿刀。剃齿加工是对滚(插插)齿后齿后未经淬火的直齿和斜齿圆柱齿轮进行齿形精加工的方法。未经淬火的直齿和斜齿圆柱齿轮进行齿形精加工的方法。剃齿加工如同一斜齿轮啮合，如图剃齿加工如同一斜齿轮啮合，如图12-612-6所示，因螺旋角不所示，因螺旋角不同，其轴线交错一个角度同，其轴线交错一个角度，剃齿刀回转时，其圆周速度，剃齿刀回转时，其圆周速度v v可分解为两个分量：一个与轮齿方向垂直的法向分速度可分解为两个分量：一个与轮齿方向垂直的法向分速度v vn n，以带动工件旋转；另一个与轮齿方向平行的齿向分速度，以带动工件旋转；另一个与轮齿方向平行的齿向分速度v vt t，使两啮合齿面产生相对滑移。，使两啮合齿面产生相对滑移。图图12-6 12-6 剃齿原理剃齿原理剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿轮，在齿面上开剃齿刀实质上是一个高精度的斜齿轮，在齿面上开有小槽，沿渐开线方向形成刀刃，剃齿刀在有小槽，沿渐开线方向形成刀刃，剃齿刀在v vt t和一定压力和一定压力的作用下，从工件齿面上剃下很薄的切屑，且在啮合过程的作用下，从工件齿面上剃下很薄的切屑，且在啮合过程中逐渐把余量切除。所以，剃齿有以下运动：剃齿刀高速中逐渐把余量切除。所以，剃齿有以下运动：剃齿刀高速正反转形成的主运动；工件沿轴向往复的进给运动；工件正反转形成的主运动；工件沿轴向往复的进给运动；工件每一次往复行程后的径向进给运动。每一次往复行程后的径向进给运动。由剃齿原理可知，剃齿刀由机床传动链带动旋转，由剃齿原理可知，剃齿刀由机床传动链带动旋转，而工件由剃齿刀带动，它们之间并无强制性的展成运动，而工件由剃齿刀带动，它们之间并无强制性的展成运动，即自由对滚，故机床传动链短、结构简单。即自由对滚，故机床传动链短、结构简单。通用剃齿刀的制造精度分通用剃齿刀的制造精度分A A、B B、C 3C 3级，分别用于加级，分别用于加工工6 6、7 7、8 8级齿轮；剃齿刀的螺旋角有级齿轮；剃齿刀的螺旋角有1515、1010、5 35 3种，其中种，其中1515和和55应用最广，应用最广，1515多用于加工直齿圆柱齿多用于加工直齿圆柱齿轮，轮，55多用于加工斜齿轮和多联齿轮中的小齿轮。剃齿时多用于加工斜齿轮和多联齿轮中的小齿轮。剃齿时两轴线交错角不宜超过两轴线交错角不宜超过2020，否则剃齿效果不好。剃齿刀，否则剃齿效果不好。剃齿刀安装后，应认真检查其端面跳动和径向跳动，交错角可以安装后，应认真检查其端面跳动和径向跳动，交错角可以通过试切调整。通过试切调整。(2)(2)剃齿的工艺特点及应用。剃齿的工艺特点及应用。加工效率高，加工成本低，平均值要比磨齿低加工效率高，加工成本低，平均值要比磨齿低90%90%。剃齿加工对齿轮切向误差的修正能力差，所以在剃齿加工对齿轮切向误差的修正能力差，所以在工序安排上，应采用滚齿作为前一道工序。工序安排上，应采用滚齿作为前一道工序。剃齿加工对齿轮的齿形误差和基节极限偏差有较剃齿加工对齿轮的齿形误差和基节极限偏差有较强的修正能力，有利于提高齿轮的齿形精度。强的修正能力，有利于提高齿轮的齿形精度。【知识链接知识链接】保证剃齿质量应注意的问题，具体有保证剃齿质量应注意的问题，具体有以下几点：以下几点：(1)(1)剃前齿轮的材料。剃前齿轮硬度在剃前齿轮的材料。剃前齿轮硬度在2030HRC2030HRC范范围时，剃齿刀校正误差能力最强。如果齿轮材质不均匀，围时，剃齿刀校正误差能力最强。如果齿轮材质不均匀，会引起滑刀或啃刀，影响剃齿的齿形及表面粗糙度。会引起滑刀或啃刀，影响剃齿的齿形及表面粗糙度。(2)(2)剃齿前齿轮的精度。剃齿是一种高生产率的精剃齿前齿轮的精度。剃齿是一种高生产率的精加工方法，因此剃齿前齿轮应具有较高的加工精度。通常加工方法，因此剃齿前齿轮应具有较高的加工精度。通常剃齿后的精度只能较剃齿前提高一级，但对齿轮公法线变剃齿后的精度只能较剃齿前提高一级，但对齿轮公法线变动不能修正。动不能修正。(3)(3)剃齿余量。剃齿余量的大小对剃齿质量和生产剃齿余量。剃齿余量的大小对剃齿质量和生产率均有较大的影响，选择时可参考表率均有较大的影响，选择时可参考表12-412-4。表表12-4 12-4 剃齿余量剃齿余量 0.110.110.10.10.090.090.080.080.070.07余量余量5.565.5645453.2543.254232311.7511.75模数模数(4)(4)剃齿刀的选用。剃齿刀分通用和专用两类。无剃齿刀的选用。剃齿刀分通用和专用两类。无特殊要求时，尽量选用通用剃齿刀。特殊要求时，尽量选用通用剃齿刀。(5)(5)齿轮的装夹。剃齿时，被剃齿轮通常装夹在心齿轮的装夹。剃齿时，被剃齿轮通常装夹在心轴上，常见的两种剃齿心轴如图轴上，常见的两种剃齿心轴如图12-712-7所示。所示。图图12-7 12-7 剃齿心轴剃齿心轴2)2)珩齿珩齿(1)(1)珩齿原理与特点。珩齿是对热处理后的齿轮进珩齿原理与特点。珩齿是对热处理后的齿轮进行光整加工的方法。珩齿的运动关系及所用机床和剃齿相行光整加工的方法。珩齿的运动关系及所用机床和剃齿相同，不同的是珩齿所用的刀具同，不同的是珩齿所用的刀具(珩轮珩轮)是含有磨料的塑料螺是含有磨料的塑料螺旋齿轮，如图旋齿轮，如图12-8(a)12-8(a)所示。切削是在珩轮与齿轮的所示。切削是在珩轮与齿轮的“自由自由啮合啮合”过程中，靠齿面间的压力和相对滑动来进行的，如过程中，靠齿面间的压力和相对滑动来进行的，如图图12-8(b)12-8(b)所示。所示。图图12-8 12-8 珩齿原理珩齿原理 珩齿与剃齿相比较，有以下特点：珩齿与剃齿相比较，有以下特点：珩齿后齿面表面质量好。珩齿速度一般为珩齿后齿面表面质量好。珩齿速度一般为13m/s13m/s，磨粒的粒度细，因此珩磨过程实际上是低速磨削、研磨、，磨粒的粒度细，因此珩磨过程实际上是低速磨削、研磨、抛光的综合过程。齿面不会产生烧伤和裂纹。抛光的综合过程。齿面不会产生烧伤和裂纹。珩齿后齿面的粗糙度值减小。珩轮齿面上均匀密珩齿后齿面的粗糙度值减小。珩轮齿面上均匀密布着磨粒，珩齿后齿面切痕很细，且产生交叉网纹，使齿布着磨粒，珩齿后齿面切痕很细，且产生交叉网纹，使齿面粗糙度值明显减小。面粗糙度值明显减小。珩齿修正误差能力低。因珩轮本身有一定弹性，珩齿修正误差能力低。因珩轮本身有一定弹性，故不能在珩齿过程中强行切除误差部分的金属，所以珩齿故不能在珩齿过程中强行切除误差部分的金属，所以珩齿修正能力不如剃齿。修正能力不如剃齿。(2)(2)珩齿方式及应用。珩齿时，珩轮与工件齿面间珩齿方式及应用。珩齿时，珩轮与工件齿面间需施加一定压力，按照施加压力方法不同，珩齿方法分为需施加一定压力，按照施加压力方法不同，珩齿方法分为定隙珩齿、变压珩齿、定压珩齿定隙珩齿、变压珩齿、定压珩齿3 3种。种。由于珩齿修正误差的能力差，目前珩齿主要用于去由于珩齿修正误差的能力差，目前珩齿主要用于去除热处理后的氧化皮及毛刺，使表面粗糙度除热处理后的氧化皮及毛刺，使表面粗糙度R Ra a降低至降低至0.4 0.4 以下，为了保证齿轮的精度要求，必须提高珩前的加工精以下，为了保证齿轮的精度要求，必须提高珩前的加工精度和减少热处理变形。因此，珩前加工多采用剃齿，如果度和减少热处理变形。因此，珩前加工多采用剃齿，如果磨齿后还需进一步降低表面粗粗糙度，也可采用珩齿使齿磨齿后还需进一步降低表面粗粗糙度，也可采用珩齿使齿面粗糙度面粗糙度R Ra a值进一步降低到值进一步降低到0.1 0.1 。珩齿时轴间角常取珩齿时轴间角常取l5l5，珩齿余量很小，一般若珩，珩齿余量很小，一般若珩前为剃齿时，取前为剃齿时，取0.010.02mm0.010.02mm；珩前为磨齿时，余量取；珩前为磨齿时，余量取0.0030.005mm0.0030.005mm。珩齿的切削速度一般为。珩齿的切削速度一般为1.21.6m/s1.21.6m/s，纵向，纵向进给量为进给量为0.3mm/r(0.3mm/r(工件工件)。珩齿由于具有齿面粗糙度细、效。珩齿由于具有齿面粗糙度细、效率高、成本低、设备简单和操作方便等一系列优点，所以率高、成本低、设备简单和操作方便等一系列优点，所以是一种很好的齿轮光整加工方法。是一种很好的齿轮光整加工方法。3)3)挤齿挤齿挤齿是一种齿轮无屑光整加工新工艺，可用来替代挤齿是一种齿轮无屑光整加工新工艺，可用来替代剃齿。挤齿时挤轮与被挤齿轮轴线平行，两挤轮同向旋转剃齿。挤齿时挤轮与被挤齿轮轴线平行，两挤轮同向旋转带动齿轮作无侧隙啮合的自由对滚，如图带动齿轮作无侧隙啮合的自由对滚，如图12-912-9所示。挤轮所示。挤轮实质上是一个高精度的圆柱齿轮，其宽度大于被挤齿轮宽实质上是一个高精度的圆柱齿轮，其宽度大于被挤齿轮宽度，挤轮的连续径向进给对工件施加压力，使工件齿廓表度，挤轮的连续径向进给对工件施加压力，使工件齿廓表层金属产生塑性变形，以修正齿轮误差和提高表面质量。层金属产生塑性变形，以修正齿轮误差和提高表面质量。图图12-9 12-9 挤齿原理挤齿原理11工件；工件；22挤轮挤轮4)4)磨齿磨齿磨齿是齿形加工中精度最高的一种方法。磨齿精度磨齿是齿形加工中精度最高的一种方法。磨齿精度为为4646级，最高级，最高3 3级，齿面粗糙度值级，齿面粗糙度值R Ra a为为0.80.4 0.80.4 。磨齿。磨齿对磨前齿轮误差或热处理变形有较强的修正能力，故多用对磨前齿轮误差或热处理变形有较强的修正能力，故多用于高精度的硬齿面齿轮、插齿刀和剃齿刀等的精加工，但于高精度的硬齿面齿轮、插齿刀和剃齿刀等的精加工，但生产率较低，加工成本较高。生产率较低，加工成本较高。(1)(1)磨齿原理及特性。磨齿方法有仿形法和展成法磨齿原理及特性。磨齿方法有仿形法和展成法两大类，生产中常用展成法。展成法可分为锥面砂轮磨齿、两大类，生产中常用展成法。展成法可分为锥面砂轮磨齿、碟形砂轮磨齿和蜗杆砂轮磨齿等。碟形砂轮磨齿和蜗杆砂轮磨齿等。锥面砂轮磨齿如图锥面砂轮磨齿如图12-10(a)12-10(a)所示，砂轮截面呈锥形，所示，砂轮截面呈锥形，相当于齿条的一个齿。磨齿时，砂轮一面高速旋转，一面相当于齿条的一个齿。磨齿时，砂轮一面高速旋转，一面沿齿槽方向往复运动以磨出全齿宽；工件一面旋转，一面沿齿槽方向往复运动以磨出全齿宽；工件一面旋转，一面移动，实现展成运动。在工件的一个往复过程中，先后磨移动，实现展成运动。在工件的一个往复过程中，先后磨出齿槽的两个侧面，然后工件快速离开砂轮进行分度，磨出齿槽的两个侧面，然后工件快速离开砂轮进行分度，磨削下一个齿槽。这种磨齿法砂轮刚度好，磨削效率较高，削下一个齿槽。这种磨齿法砂轮刚度好，磨削效率较高，但机床传动链复杂，磨齿精度较低。多用于成批生产中磨但机床传动链复杂，磨齿精度较低。多用于成批生产中磨削削6 6级精度的淬硬齿轮。级精度的淬硬齿轮。图图12-10 12-10 磨削原理磨削原理11工件；工件；22砂轮砂轮碟形砂轮磨齿如图碟形砂轮磨齿如图12-10(b)12-10(b)所示，两片碟形砂轮倾所示，两片碟形砂轮倾斜安装以构成齿条齿形的两个侧面。磨齿时，砂轮作高速斜安装以构成齿条齿形的两个侧面。磨齿时，砂轮作高速旋转，工件一面旋转，一面移动，实现展成运动；工件沿旋转，工件一面旋转，一面移动，实现展成运动；工件沿轴线方向慢速进给以磨出全齿宽。当一个齿槽的两侧面磨轴线方向慢速进给以磨出全齿宽。当一个齿槽的两侧面磨完后，工件快速离开砂轮进行分度，磨削下一个齿槽。这完后，工件快速离开砂轮进行分度，磨削下一个齿槽。这种磨齿法的展成运动是通过滑座和滚圆盘钢带机构实现的，种磨齿法的展成运动是通过滑座和滚圆盘钢带机构实现的，传动环节少，传动误差小，分齿精度又较高，但砂轮刚度传动环节少，传动误差小，分齿精度又较高，但砂轮刚度差，切深小，生产率低，故加工成本较高，适用于单件小差，切深小，生产率低，故加工成本较高，适用于单件小批生产的高精度的直齿圆柱齿轮、斜齿轮的精加工。批生产的高精度的直齿圆柱齿轮、斜齿轮的精加工。蜗杆砂轮磨齿如图蜗杆砂轮磨齿如图12-10(c)12-10(c)所示，蜗杆砂轮磨齿原所示，蜗杆砂轮磨齿原理与滚齿相似，其砂轮作成蜗杆状，砂轮高速旋转，工件理与滚齿相似，其砂轮作成蜗杆状，砂轮高速旋转，工件通过机床的两台同步电动机作展成运动，工件还沿轴向作通过机床的两台同步电动机作展成运动，工件还沿轴向作进给运动以磨出全齿宽。蜗杆砂轮磨齿为保证必要的磨削进给运动以磨出全齿宽。蜗杆砂轮磨齿为保证必要的磨削速度，砂轮直径较大速度，砂轮直径较大(200 400)mm)(200 400)mm)，且转速较高，且转速较高(2 000r/min)(2 000r/min)，又是连续磨削，所以生产率很高，适用于，又是连续磨削，所以生产率很高，适用于大、中批生产的齿轮精加工。大、中批生产的齿轮精加工。(2)(2)磨齿中的几个工艺问题：磨齿中的几个工艺问题：砂轮的选择。磨齿砂轮的选择对磨齿质量和生产砂轮的选择。磨齿砂轮的选择对磨齿质量和生产率均有较大的影响，由于所磨齿轮材料多为淬硬的碳素钢率均有较大的影响，由于所磨齿轮材料多为淬硬的碳素钢或合金钢，故砂轮磨料一般采用白刚玉，砂轮粒度和硬度或合金钢，故砂轮磨料一般采用白刚玉，砂轮粒度和硬度的选择较复杂，对于碟形砂轮和大平面砂轮、磨齿时由于的选择较复杂，对于碟形砂轮和大平面砂轮、磨齿时由于散热条件及刚度均较差，故粒度应较粗，硬度应较软；锥散热条件及刚度均较差，故粒度应较粗，硬度应较软；锥面砂轮刚度较好，磨齿时可湿磨，散热条件较好，故粒度面砂轮刚度较好，磨齿时可湿磨，散热条件较好，故粒度可较细，硬度也稍硬；蜗杆砂轮因磨削时范成速度较快，可较细，硬度也稍硬；蜗杆砂轮因磨削时范成速度较快，粒度要细一些，且模数愈小，粒度愈细、硬度愈硬。砂轮粒度要细一些，且模数愈小，粒度愈细、硬度愈硬。砂轮结合剂一般均为陶瓷结合剂。结合剂一般均为陶瓷结合剂。磨齿余量。磨齿余量的大小直接影响磨齿效率和磨齿余量。磨齿余量的大小直接影响磨齿效率和质量。磨齿余量的大小主要取决于齿轮尺寸，磨齿前加工质量。磨齿余量的大小主要取决于齿轮尺寸，磨齿前加工精度和热处理变形，高频淬火变形小，磨齿余量可小，渗精度和热处理变形，高频淬火变形小，磨齿余量可小，渗碳淬火变形大，磨齿余量应大些，对于中等尺寸的淬火齿碳淬火变形大，磨齿余量应大些，对于中等尺寸的淬火齿轮，一般取轮，一般取0.3mm0.3mm左右。左右。磨齿时切削用量的选择。磨齿的切削用量包括磨磨齿时切削用量的选择。磨齿的切削用量包括磨削速度、磨削深度和纵向进给量等，磨削速度一般为削速度、磨削深度和纵向进给量等，磨削速度一般为30m/s30m/s，磨削深度指一次磨削中齿面法向切入的深度，粗磨时可，磨削深度指一次磨削中齿面法向切入的深度，粗磨时可大，精磨时要小，碟形和大平面砂轮磨齿时较小。纵向进大，精磨时要小，碟形和大平面砂轮磨齿时较小。纵向进给量指砂轮沿工件轴向的进给量，碟形砂轮磨齿时粗进给给量指砂轮沿工件轴向的进给量，碟形砂轮磨齿时粗进给为为38mm/38mm/双行程，精进给时为双行程，精进给时为12mm/12mm/双行程，蜗杆砂轮磨双行程，蜗杆砂轮磨齿时为齿时为0.52mm/r0.52mm/r。【知识链接知识链接】齿形加工方案的选择具体如下：齿形加工方案