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第四章特殊形状表面的加工第一节齿轮齿形的加工齿轮是用来传递运动和动力的重要零件,在各种机器和仪器中应用非常普遍。常用的齿轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮等,其中圆柱齿轮应用最广。圆柱齿轮又可分为直齿、斜齿和人字齿轮齿廓通都采用渐开线,也有采用摆线和圆弧的。一、齿轮的技术要求(精度要求)1)运动的准确性(第一公差组)2)传动的平稳性(第二公差组)3)载荷分布的均匀性(第三公差组)4)传动侧隙(齿轮的精度等级分为12级,1~2级为远景级,3~6级为高精度级,7~8级为中等精度级,9~12级为低精度级)按用途和工作条件不同确定齿轮的技术要求。如分度机构--运动的准确性;汽车变速箱--传动的平稳性;轧钢机--载荷分布的均匀性;高速重载(汽轮机)--各项均要求高。侧隙起到储油、补偿变形和热膨胀作用,与齿轮的精度等级无关。制造齿轮时,用控制齿厚偏差和公法线平均长度偏差来限制其侧隙。常用齿轮传动(录像)二、齿轮齿形的加工方法及其特点按齿形形成的原理不同,分两种:成型法和展成法。成型法:铣齿、拉齿、成型法磨齿等。展成法:滚齿、插齿、剃齿、展成法磨齿等。常用的齿形加工方法:见表4—1。1.铣齿(成型法)1)铣齿的方法盘状、指状铣刀铣削(表4-1)齿轮铣刀刀号及铣齿范围见表4—2。2)铣齿的特点及应用①可在普通铣床上加工,刀具制造简单,因此,设备和刀具的费用低。②生产率低,铣削每一个齿槽,都有一段切入、切出、退刀和分度的辅助时间。1.銑齿——加工低精度的齿轮③加工质量低。齿形误差+分度误差+铣刀杆的刚度误差,铣削冲击和振动较大。铣齿:精度等级低于9级,一般用于单件或修配生产中,制造低速或低精度的齿轮。2.滚齿1)滚齿的原理和滚刀(展成法)滚刀是开槽和铲背的蜗杆(图4-2)。在垂直于螺旋线的法面上开槽,以形成刀齿的前刀面、刀刃和容屑槽。铲背是为了形成刀齿的后角o。一般滚刀的o=0º。粗加工时,也可作成o=5-10º。2)滚齿机和滚齿运动主运动b分齿运动b+c垂直进给a3)滚刀的安装角度刀具转数—刀具头数—工件转数—工件齿数—00nknzzknn4.滚齿的特点和应用与铣齿相比,滚齿有以下特点:1)齿形精度和分度精度高。2)生产率高3)设备和刀具复杂、费用较高。滚齿适于加工各种批量的直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮等。不能加工内齿轮和靠得太近的多联齿轮。3、插齿1)插齿原理与插齿刀属展成法2)插齿机及插齿运动n0n0nw刀具转数—刀具齿数—工件转数—工件齿数—0000nznzzznnnw基本运动1)主运动--插齿刀向下切削运动和回程。2)分齿运动--n1+n23)径向进给运动--插齿刀径向切入工件。4)让刀运动--回程时,工件径向离开插齿刀。插齿和滚齿的比较1)加工质量滚齿的运动精度较高。(传动误差较小)插齿的齿形精度稍高,表面粗糙度稍小。(插齿刀制造、刃磨和检验方便,容易制造得较精确。)总体上说,加工质量相近。2)生产率一般插齿较低。但加工模数较小、宽度较窄的齿轮和扇形齿轮时,插齿的生产率高于滚齿,因为滚齿有“切入”时间损失和空程时间损失。3)加工范围插齿直齿、螺旋齿齿轮。螺旋齿:需一个机床附件,使插齿刀上下运动时沿相应螺旋角转动,插齿刀的螺旋角必须与被切齿轮螺旋角一致(大小相等,方向相反)。插齿能加工滚齿无法加工的如内齿轮、人字齿轮齿圈相距很近的多联齿轮,以及带凸台的齿轮等。4.剃齿5.珩齿6.磨齿7.研齿4.剃齿5.珩齿6.磨齿7.研齿第二节螺纹加工螺纹的分类1.联结螺纹2.传动螺纹一、螺纹的技术要求二、螺纹加工方法及特点1.螺纹的车削精度可达四级,表面粗糙度Ra值可达0.4μm。车削只适于单件小批生产。成批生产可用螺纹梳刀。2.螺纹的铣削铣削螺纹比车削螺纹生产率高。但铣削螺纹精度不高。按铣刀不同,铣削螺纹有以下三种方式:1.用盘形螺纹铣刀加工2.用梳形螺纹铣刀加工3.用铣刀盘加工表6—1螺纹常用的加工方法螺纹类别加工方法加工精度表面粗糙度Ra(μm)适用生产范围附注板牙套丝86.3~3.2各种批量车削4~83.2~0.4单件小批铣削6~86.3~3.2大批大量磨削4~60.4~0.1各种批量可加工淬硬的外螺纹搓丝板6~81.6~0.8大批大量外螺纹滚压滚子4~61.6~0.2大批大量攻丝6~76.3~1.6各种批量车削4~83.2~0.4单件小批铣削6~86.3~3.2成批大量拉削71.6~0.8大批大量采用拉削丝锥,适于加工方牙及梯形螺纹内螺纹磨削4~60.4~0.1单件小批适于直径大于30mm的淬硬内螺纹3.螺纹的磨削螺纹磨削是一种高精度的螺纹加工方法1.单线砂轮磨削2.多线砂轮磨削4.螺纹的滚压1.搓丝板滚压2.滚丝轮滚压滚压螺纹同切削螺纹相比,具有下列优点:1)生产率高2)螺纹强度高3)节省材料4)加工费用低,机床结构简单。第三节成形表面加工一、成形面的概述按照成形面的几何特征,一般可分为以下三种类型:1.回转成形面车削、磨削、2.直线成形面外成形面:铣削或刨削、磨削或研磨;内成形面:铣削或插削、钳工修整或磨削。3.立体成形面普通立铣或仿形铣、钳工精修或研磨或抛光。二、成形面的切削加工方法及其特点按成形原理可分为:用成形刀具加工和用简单刀具加工。1.成形刀具加工成形面车削:普通成型车刀、棱体成形车刀成形面刨削:普通成型刨刀成形面铣削:成形铣刀成形面拉削:成形拉刀成形刀具加工的特点1)加工质量稳定2)生产效率高3)刀具寿命长4)要求机床和工件具有足够的刚性,同时应采用较小的进给量和较低的切削速度.5)刀具费用高2.运动轨迹成型法用简单刀具加工成形面1)用手动控制进给加工成形面2)用靠模装置加工成形面3)用仿形装置加工成形面4)用数控装置加工成形面三、成型面加工方法的选择用简单刀具加工成形面1.从生产类型考虑小批量、简单回转体成形面--普通成型车刀大批大量、特定成形面--专门化机床、专用刀具,效率高。数控机床加工--批量生产2.成型面类型和加工要求1)回转体成形面--成型车削、成型磨削。2)直线成形面--成型铣削、刨削,数控加工。3)立体成型面--多坐标联动数控加工、电火花成型加工等。4)淬火成形面--磨削、精整加工和光整加工。
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