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齿轮加工方法
数控机床介绍 加工中心代码 数控机床编程 一种注塑机4 第6章 加工中心 半自动轴承圈内圆磨床完整版新 钻床夹具设计 数控车床 平面磨床评述数控车床 注塑机密码 基于PLC的摇臂钻床电气控制系统的设计 关于磨床工艺与类型 CNC加工中心 00-数控机床课程简介 齿轮加工英语词汇 机床 加工中心综合本
当加工模数大于 8mm 的齿轮时,采用指状铣刀进行加工。铣削斜齿圆柱齿轮必须在万能铣床进行。铣削时工作台偏转一个角度,使其等于齿轮的螺旋角 β,工件在随工作台进给的同时,由分度头带动作附加旋转一形成螺旋齿槽。齿轮加工的关键是齿面加工。 目前, 齿面加工的主要方法是刀具切削加工和齿轮磨削加 工。前者由于加工效率高,加工精度较高,因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要 用于齿面的精加工,效率一般比较低。按照加工原理,齿面加工可以分为成形法和展成法两 大类。 成形法 成形法是利用与被加工齿轮的齿槽断面形状一致的刀具,在齿坯上加工出齿面的方法。 成形铣削一般在普通铣床上进行。点击动画能帮助你进一步理解。 铣削时工件安装在分度头上,铣刀旋转对工件进行切削加工,工作台直线进给运动,加 工完一个齿槽,分度头将工件转过一个齿,再加工另一个齿槽,依次加工出所有齿槽。展成法 展成法加工齿轮是利用齿轮的啮合原理进行的,即把齿轮副(齿条-齿轮或齿轮-齿轮) 中的一个制作为刀具, 另一个则作为工件, 并强制刀具和工件作严格的啮合运动而展成切出 齿廓。下面以滚齿加工为例加以进一步说明。 在滚齿机上滚齿加工的过程, 相当于一对交错轴斜齿轮互相啮合运动的过程, 如图所示, 只是其中一个斜齿轮的齿数极少, 且分度圆上的螺旋升角也很小, 所以它便成为如图所示的 蜗杆。再将蜗杆开槽并铲背、淬火、刃磨,便成为齿轮滚刀如图中的齿轮滚刀。 一般齿轮滚刀的法向截形状近似齿条形状,如图所示,因此,当齿轮滚刀按给定的切削 速度转动时, 它在空间便形成一个以等速 v 移动着的假想齿条, 当这个假想齿条与被切齿轮 按一定传动比作啮合运动时, 便在轮坯上逐渐切出渐开线的齿形。 齿形的形成是由滚刀在连 续旋转中依次对轮坯切削的数条刀刃线包络而成。用展成法加工齿轮, 可以用一把刀具加工同一模数不同齿数的齿轮, 且加工精度和生产 率也较高,因此各种齿轮加工机床广泛应用这种加工方法,如滚齿机、插齿机、剃齿机等。 此外,多数磨齿机及锥齿轮加工机床也是按展成法原理进行加工的。 Y3150E 型滚齿机主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮。其主要技术参数为加工齿轮 最大直径 500mm,最大宽度 250mm,最大模数 8mm,最小齿数 5k(k-滚刀头数)。 滚齿机的主要组成部件 Y3150E 型滚齿机由床身、立柱、刀架溜板、滚刀架、后立柱和工作台等主要部件组成, 如图所示。 立柱固定在床身上。 刀架溜板带动滚刀架可沿立柱导轨作垂直方向进给运动或快 速移动。滚刀安装在刀杆上,由滚刀架的主轴带动旋转(主运动) 。滚刀架可绕自己的水平 轴线转动,以调整滚刀的安装角度。工件安装在工作台的心轴上或直接安装在工作台上,随 同工作台一起作旋转运动。工作台和后立柱装在同一溜板上,可沿床身的水平导轨移动,以 调整工件的径向位置或作手动径向进给运动。 后立柱上的支架可通过轴套或顶尖支承工件心 轴的上端,以提高滚切工作的平稳性。 Y3150E 型滚齿机主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮。其主要技术参数为加工齿轮最 大直径 500mm,最大宽度 250mm,最大模数 8mm,最小齿数 5k(k-滚刀头数)。 滚齿机的主要组成部件 Y3150E 型滚齿机由床身、立柱、刀架溜板、滚刀架、后立柱和工作台等主要部件组成, 如图所示。 立柱固定在床身上。 刀架溜板带动滚刀架可沿立柱导轨作垂直方向进给运动或快 速移动。滚刀安装在刀杆上,由滚刀架的主轴带动旋转(主运动) 。滚刀架可绕自己的水平 轴线转动,以调整滚刀的安装角度。工件安装在工作台的心轴上或直接安装在工作台上,随 同工作台一起作旋转运动。工作台和后立柱装在同一溜板上,可沿床身的水平导轨移动,以 调整工件的径向位置或作手动径向进给运动。 后立柱上的支架可通过轴套或顶尖支承工件心 轴的上端,以提高滚切工作的平稳性。 插齿的工艺特点 插齿是生产中一种常用的齿形加工方法。它能加工直齿圆柱齿轮,还宜于加工多联齿轮、 内齿轮、扇形齿轮和齿条等。 插齿既可用于齿形的粗加工,也可用作精加工。插齿通常能加工 7~9 级精度的齿轮, 最高可达 6 级。插齿过程为往复运动,有空行程;插齿系统刚度较差,切削用量不能太大, 所以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。 插齿是按展成原理来加工齿轮的。 插齿刀相当于一个端面磨有前角, 齿顶及齿侧均磨有 后角的齿轮。插齿时,插齿刀沿工件轴向作直线往复运动,以完成切削主运动,在刀具和轮 坯作无间隙啮合运动过程中,在轮坯上渐渐切出齿廓。加工过程中。刀具每往复一次,仅切 出工件齿槽的一小部分, 齿廓曲线是在插齿刀刃多次相继的切削中, 由刀刃各瞬时位置的包 络线所形成的如图所示。点击下面的动画进一步理解插齿原理。 插齿时,插齿刀沿工件轴向作直线往复运动,以完成切削主运动,在刀具和轮坯作无间隙啮 合运动过程中,在轮坯上渐渐切出齿廓。 在动画中,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,另一个是被加工齿轮。剃齿时,经过预加工的工件齿轮装在心轴上,在机床工作台 上的两顶尖之间可以自由转动; 剃齿刀装在机床的主轴上, 与工件作无侧隙的螺旋齿轮啮合 传动,带动工件旋转。根据啮合原理两者在齿长法向上的速度分量相等。在齿长方向上,剃 齿刀的速度分量 ,被加工齿轮的速度分量 ,两者的速度差为 Δ 。这一速度差使剃齿刀与被 加工齿轮沿齿长方向产生相对运动。 在径向力的作用下, 从工件齿面上剃下很薄的切屑, (厚 度可小至 0.005~0.01 剃齿需具备以下运动: ①剃齿刀高速正反转-主运动; ②工件沿轴向往复进给运动-剃出全齿宽; ③工件每一往复行程后的径向进给运动-剃出全齿深。 进行剃齿切削的必要条件是剃齿刀与齿轮的齿面之间有相对滑移, 相对滑移的速度就是 剃齿的切削速度。由上述剃齿原理可知,剃齿刀与工件之间并无强制性的展成运动,是自由 对滚,故机床传动链短,结构简单。 mm) 。且在啮合过程中逐渐把余量剃除。 珩齿 珩齿是齿轮热处理后的一种光整加工方法。目前生产中应用较广。珩齿原理与剃齿相似, 珩轮与工件是一对斜齿轮副无侧隙的自由紧密啮合,如图所示,珩齿所用的刀具(即珩轮) 是一个由磨料、环氧树脂等原料混合后在铁心上浇注而成的斜齿轮。珩轮回转时的圆周速 度 ,可分解为法向分速度 ,以带动工件回转;齿向分速度 ,使珩轮与工件产生相对滑移。 珩轮上的磨料借助珩轮齿面与工件齿面间的相对滑移速度 磨去工件齿面上的微薄金属。磨齿是齿形加工中精度最高的一种方法。适用于淬硬齿轮的精加工,其加工精度可达到 4~6 级, 最高 3 级,齿面粗糙度值 Ra 为 0.8~0.2um。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 于高精度的硬齿面齿轮、插齿刀和剃齿刀等的精加工,但生产率低,机床结构复杂,调整困难,加工成本 高。 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、蝶形砂轮磨齿、 蜗杆砂轮磨齿等。 锥面砂轮磨齿 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。 这种磨齿法砂轮刚性好,磨削效率较高;但机床传动链复杂,磨齿精度较低,一般为 5~6 级,多用于 成批生产中磨削 6 级精度的淬硬齿轮。 (图 a)蝶形砂轮磨齿 两片蝶形砂轮倾斜安装以构成齿条齿形的两个侧面。 磨齿时, 砂轮作高速旋转 ( 一面移动( ) ,实现展成运动;工件沿轴线方向慢速进给运动( ) 工件一面旋转 ; ( ) ,)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。 这种磨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,分齿精度较高, 故加工精度可达 3~5 级;但砂轮刚性差,切深小,生产率低,故加工成本较高,适用于单件小批生产高精 度的直齿圆柱齿轮、斜齿轮的精加工。 (图 b)蜗杆砂轮磨齿 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( 动机作展成运动( ) ,工件还沿轴向作进给运动( )以磨出全齿宽。 ) ,工件通过机床的两台同步电为保证必要的磨削速度,蜗杆砂轮直径较大(200~400) ,且转速较高(2000r/min) ,又是连续磨削, 所以生产率很高。磨削精度一般为 5 级,最高可达 3 级,适用于大、中批生产的齿轮精加工。 (图 c)
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