圆柱齿轮的齿形加工方法.doc

圆柱齿轮的齿形加工方法滚齿1)滚齿加工原理和工艺特点滚齿是应用一对螺旋圆柱齿轮的啮合原理进行加工的。所用刀具称为齿轮滚刀。滚齿是齿形加工中生产率较高、应用最广的一种加工方法。滚齿加工通用性好,既可加工圆柱齿轮,又可加工蜗轮;既可加工渐开线齿形又可加工圆弧、摆线等齿形;既可加工小模数、小直径齿轮,又可加工大模数、大直径齿轮。滚齿的加工精度等级一般为6-9级,对于8、9级精度齿轮,可直接滚齿得到,对于7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AA级齿轮滚刀和高精度滚齿机时,可直接加工出7级精度以上的齿轮。2)滚齿加工精度分析在滚齿加工中,由于机床、刀具、夹具和齿坯在制造、安装和调整中不可避免的存在一些误差,因此被加工齿轮在尺寸、形状和位置等方面也会产生一些误差。这些误差将影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。滚齿误差产生的主要原因和采取的相应措施见表9-5磨齿1、磨齿原理磨齿是齿形加工中加工精度最高的一种方法。对于淬硬的齿面,要纠正热处理变形。获得高精度齿廓。磨齿是目前最常用的加工方法。磨齿是用强制性的传动链,因此它的加工精度不直接决定于毛坯精度。磨齿可使齿轮精度最高达到3级,-,但加工成本高、生产率较低。2、磨齿方法磨齿方法很多,根据磨齿原理的不同可以分成形法和展成法两类。成形法是一种用成形砂轮磨齿的方法,目前生产中应用较少,但它已经成为磨削内齿轮和特殊齿轮时必须采用的方法。展成法主要是利用齿轮与齿条啮合原理进行加工的方法,这种方法是将砂轮的工作面构成假象齿条的单侧或双侧齿面,在砂轮与工件的啮合运动中,砂轮的磨削平面包络出渐开线齿面。下面介绍展成法磨齿的几种方法:(1)双片碟形砂轮磨齿由图9-8所示,两片碟形砂轮倾斜安装后,就构成假象齿条的两个齿面。磨齿时,砂轮在原位以N0高速旋转;展成运动——工件的往复移动V和相应的正反转动W是通滑座7和滚圆盘钢带实现。工件通过工作台1实现轴向的慢速进给运动F以磨出全齿宽。当一个齿槽的两侧齿面磨完后,工件快速退离砂轮,经分度机构分齿后,再进入下一个齿槽反向进给磨齿。这种磨齿方法中展成运动传动环节少,传动运动精度高,是磨齿机精度最高的一种,加工精度可达4级。但由于碟形砂轮刚性较差,每次进给磨去的余量很少,所以生产率和低。(2)锥形砂轮磨齿由图9-9可以看出,这种磨齿方法所用砂轮的齿形相当于假象齿条的一个齿廓,砂轮一边以N0高速旋转,一方面沿齿宽方向作往复移动,工件放在与假象齿条相啮合的位置,一边旋转,一边移动,实现展成运动。磨完一个齿后,工件还需作分度运动,以便磨削另一个齿槽,直至磨完全部轮齿。采用这种磨齿方法磨齿时,形成展成运动的机床传动链较长,结构复杂,故传动误差较大,磨齿精度较低,一般只能达到5-6级。(3)蜗杆砂轮磨齿如图9-10所示,这是新发展起来的连续分度磨齿机,加工原理和滚齿相似,只是相当于将滚刀换成蜗杆砂轮。砂轮的转速很高,一般为2000r/min,砂轮转一周,齿轮转过一个齿,工件转速也很高,而且可以连续磨齿,因此,磨齿效率很高,一般磨削一个齿轮仅需几分钟。磨齿精度比较高,一般可以达到5-6级。(4)大平面砂轮磨齿这是用大平面砂轮端面磨齿的方法。一般砂轮直径达到400-800mm,磨齿时不需要沿齿槽方向的进给运动磨齿的展成运动由两种方式实现:一种是采用滚圆盘钢带机构,另一种是用精密渐开线凸轮。采用渐开线凸轮磨齿时,砂轮的工作端面垂直放置,它相当假象齿条的单侧齿面。如图9-11所示。大平面砂轮磨齿是目前精度最高的磨齿机,由于它的展成运动、分度运动的传动链短,又没有砂轮与工件间的轴向运动,因此机床结构简单,可以磨出3-4级精度的齿轮。但是因为它没有轴向运动,因此只能磨削齿宽较窄的齿轮。齿轮加工方法示意图一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮,整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多,按加工中有无切削,可分为无切削加工和有切削加工两大类。无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高,材料消耗少、成本低等一系列的优点,目前已推广使用。但因其加工精度较低,工艺不够稳定,特别是生产批量小时难以采用,这些缺点限制了它的使用。齿形的有切削加工,具有良好的加工精度,目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同,如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有:用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差,所以加工精度较低,一般只能加工出9~10级精度的齿轮。此外,加工过程中需作多次不连续分齿,生产率也很低。因