3.2四、齿轮刀具

四、齿轮刀具第二节金属切削刀具第三章机械加工工艺装备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）教学要求：（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。IT9~IT12级，Ra6.3~3.2μm。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12345678加工齿轮范围12～1314～1617～2021～2526～3435～5455～134135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（Ⅰ型）和小外径系列（Ⅱ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67～88～9910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γ—滚刀分圆螺旋升角。齿轮滚刀加工螺旋角为β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β—被加工齿轮分圆螺旋角；γ—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？