【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制斜齒輪時(shí)，插齒機(jī)的刀具主軸上須設(shè)有螺旋導(dǎo)軌，來提供插齒刀的螺旋運(yùn)動(dòng)，并且要使用專門的斜齒插齒刀，所以很不方便。 （三）提高插齒生產(chǎn)率的途徑 量可減少機(jī)動(dòng)時(shí)間，但圓周進(jìn)給量和空行程時(shí)的讓刀量成正比，因此，必須解決好刀具的讓刀問題。 ，采用高速插齒。 有的插齒機(jī)每分鐘往復(fù)行程次數(shù)可達(dá) 1200～ 1500次 /min，最高的可達(dá)到 2500次 /min。比常用的提高了 3～ 4 倍，使切削速度大大提高，同時(shí)也能減少插齒所需的機(jī)動(dòng)時(shí)間。 ，提高插齒刀的耐用度，充分發(fā)揮插齒刀的切削性能。如采用 W18Cr4V插齒刀，切削速度可達(dá)到 60m/min；加大前角至 15176。 ，后角至 9176。 ，可提高耐用度 3 倍；在前刀面磨出 1～ mm寬的平臺(tái)，也可提高耐用度 30%左右。 三、剃齒 (一 )剃齒原理 剃齒加工是根據(jù)一對(duì)螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個(gè)角度，如圖 9－ 12a所示，剃齒刀為主動(dòng)輪 1，被切齒輪為從動(dòng)輪 2，它們的嚙合為無側(cè)隙雙面嚙合的自由展成運(yùn)動(dòng)。在嚙合傳動(dòng)中，由于軸線交叉角 “φ” 的存在，齒面間沿齒向產(chǎn)生相對(duì)滑移，此滑移速度 v切 =(vt2vt1)即為剃齒加工的切削速度。剃齒刀的齒面開槽而形成刀刃，通過滑移速度將齒輪齒面上的加工余量切除。由于是雙面嚙合，剃齒刀的兩側(cè)面都能進(jìn)行切削加工 ，但由于兩側(cè)面的切削角度不同，一側(cè)為銳角，切削能力強(qiáng)；另一側(cè)為鈍角，切削能力弱，以擠壓擦光為主，故對(duì)剃齒質(zhì)量有較大影響。為使齒輪兩側(cè)獲得同樣的剃削條件，則在剃削過程中，剃齒刀做交替正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 剃齒加工需要有以下幾種運(yùn)動(dòng)： 、反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ― 基本運(yùn)動(dòng)。 －使齒輪全齒寬均能剃出 －以切除全部余量。 13 綜上所述，剃齒加工的過程是剃齒刀與被切齒輪在輪齒雙面緊密嚙合的自由展成運(yùn)動(dòng)中，實(shí)現(xiàn)微細(xì)切削過程，而實(shí)現(xiàn)剃齒的基本條件是軸線存在一個(gè)交叉角，當(dāng)交叉角為零時(shí)，切削速度為零，剃齒刀對(duì)工件沒有切削作用。 （二）剃齒特點(diǎn) 6～ 7 級(jí)，表面粗糙度 Ra為 ～ ，用于未淬火齒輪的精加工。 ，加工一個(gè)中等尺寸的齒輪一般只需 2～ 4 min，與磨齒相比較，可提高生產(chǎn)率 10倍 以上。 ，機(jī)床無展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈，故機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)床調(diào)整容易。 （三）保證剃齒質(zhì)量應(yīng)注意的幾個(gè)問題 1. 對(duì)剃前齒輪的加工要求 （ 1）剃前齒輪材料 要求材料密度均勻，無局部缺陷，韌性不得過大，以免出現(xiàn)滑刀和啃切現(xiàn)象，影響表面粗糙度。剃前齒輪硬度在 22 ～ 32HRC范圍內(nèi)較合適。 （ 2）剃前齒輪精度 由于剃齒是 “ 自由嚙合 ” ，無強(qiáng)制的分齒運(yùn)動(dòng)，故分齒均勻性無法控制。由于剃前齒圈有徑向誤差，在開始剃齒時(shí)，剃齒刀只能與工件上距旋轉(zhuǎn)中心較遠(yuǎn)的齒廓做無側(cè)隙嚙合的剃削，而 與其它齒則變成有齒側(cè)間隙，但此時(shí)無剃削作用。連續(xù)徑向進(jìn)給，其它齒逐漸與刀齒作無側(cè)隙嚙合。結(jié)果齒圈原有的徑向跳動(dòng)減少了，但齒廓的位置沿切向發(fā)生了新的變化，公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量增加。故剃齒加工不能修正公法線長(zhǎng)度變動(dòng)量。雖對(duì)齒圈徑向跳動(dòng)有較強(qiáng)的修正能力，但為了避免由于徑向跳動(dòng)過大而在剃削過程中導(dǎo)致公法線長(zhǎng)度的進(jìn)一步變動(dòng)，從而要求剃前齒輪的徑向誤差不能過大。除此以外，剃齒對(duì)齒輪其它各項(xiàng)誤差均有較強(qiáng)的修正能力。 分析得知，剃齒對(duì)第一公差組的誤差修正能力較弱，因此要求齒輪的運(yùn)動(dòng)精度在剃前不能低于剃后要求，特別是公法線長(zhǎng) 度變動(dòng)量應(yīng)在剃前保證；其它各項(xiàng)精度可比剃后低一級(jí)。 （ 3）剃齒余量 剃齒余量的大小，對(duì)加工質(zhì)量及生產(chǎn)率均有一定影響。余量不足，剃前誤差和齒面缺陷不能全部除去；余量過大，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而變壞。表 9— 5 可供選擇余量時(shí)參考。 表 9－ 5 剃齒余量 (mm) 14 模數(shù) 剃齒余量 1～ 2～ 3 ～ 4 4～ 5 ～ 6 剃齒刀的精度分 A、 B、 C 三級(jí)，分別加工 8 級(jí)精度的齒輪。剃齒刀分度圓直徑隨模數(shù)大小有三種： 85 mm、 180 mm、 240 mm，其中 240 mm 應(yīng)用最普遍。分度圓螺旋角有 5176。 、 10176。 、 15176。 三種，其中 5176。 和 10176。 兩種應(yīng)用最廣。 15176。 多用于加工直齒圓柱齒輪； 5176。 多用于加工斜齒輪和多聯(lián)齒輪中的小齒輪。在剃削斜齒輪時(shí)，軸交叉 φ 不宜超過 10176。 ～ 20176。 ，不然剃削效果不好。 剃齒后的齒輪齒形有時(shí)出現(xiàn)節(jié)圓附近凹入，如圖 9－ 13所示，一般在 mm 左右。被剃齒輪齒數(shù)越少，中凹現(xiàn)象嚴(yán)重。 為消除剃后齒面中凹現(xiàn)象，可將剃齒刀齒廓修形，需要通過大量實(shí)驗(yàn)才能最后 確定。也可采用專門的剃前滾刀滾齒后，再進(jìn)行剃齒。 四、珩齒 淬火后的齒輪輪齒表面有氧化皮，影響齒面粗糙度，熱處理的變形也影響齒輪的精度。由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，但也可以采用珩齒進(jìn)行精加工。 珩齒原理與剃齒相似，珩輪與工件類似于一對(duì)螺旋齒輪呈無側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對(duì)滑動(dòng) ，并在齒面間施加一定的壓力來進(jìn)行珩齒。 珩齒時(shí)的運(yùn)動(dòng)和剃齒相同。即珩輪帶動(dòng)工件高速正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)，工件沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)及工件徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。與剃齒不同的是開車后一次徑向進(jìn)給到預(yù)定位置，故開始時(shí)齒面壓力較大，隨后逐漸減小，直到壓力消失時(shí)珩齒便結(jié)束。 珩輪由磨料（通常 80?！?180＃粒度的電剛玉）和環(huán)氧樹脂等原料混合后在鐵芯澆鑄而成。珩齒是齒輪熱處理后的一種精加工方法。 與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點(diǎn)： （ 1）珩輪結(jié)構(gòu)和磨輪相似，但珩齒速度甚低（通常為 1～ 3m/s），加之磨粒粒度較細(xì)，珩輪彈性較大，故珩齒過程實(shí)際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過程。 （ 2）珩齒時(shí)，齒面間隙沿齒向有相對(duì)滑動(dòng)外，沿齒形方向也存在滑動(dòng)，因而齒面形成復(fù)雜的網(wǎng)紋，提高了齒面質(zhì)量，其粗糙度可從 降到 ～ 。 15 （ 3）珩輪彈性較大，對(duì)珩前齒輪的各項(xiàng)誤差修正作用不強(qiáng)。因此，對(duì)珩輪本身的精度要求不高，珩輪誤差一般不會(huì)反映到被珩齒輪上。 （ 4）珩輪主要用于去除熱處理后齒面上的氧化皮和毛刺。珩齒余量一 般不超過 ，珩輪轉(zhuǎn)速達(dá)到 1000 r/min 以上，縱向進(jìn)給量為 ～ 。 （ 5）珩輪生產(chǎn)率甚高，一般一分鐘珩一個(gè)，通過 3～ 5 次往復(fù)即可完成。 五、磨齒 磨齒是目前齒形加工中精度最高的一種方法。它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬的齒輪。磨齒精度 4～ 6 級(jí)，齒面粗糙度為 ～ 。對(duì)齒輪誤差及熱處理變形有較強(qiáng)的修正能力。多用于硬齒面高精度齒輪及插齒刀、剃齒刀等齒輪刀具的精加工。其缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，加工成本高，故適用于單件小批生產(chǎn)。 （一）磨齒原理及方法 根據(jù)齒面漸開線的形成原理，磨齒方法分為仿形法和展成法兩類。仿形法磨齒是用成形砂輪直接磨出漸開線齒形，目前應(yīng)用甚少；展成法磨齒是將砂輪工作面制成假想齒條的兩側(cè)面，通過與工件的嚙合運(yùn)動(dòng)包絡(luò)出齒輪的漸開線齒面。 下面介紹幾種常用的磨齒方法： 采用這類磨齒方法的有 Y7131 和 Y7132型磨齒機(jī)。它們是利用假想齒條與齒輪的強(qiáng)制嚙合關(guān)系進(jìn)行展成加工，如圖 9－ 14所示 由于齒輪有一定的寬度，為了磨出全部齒面，砂輪還必須沿齒輪軸向作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)和展成運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來使磨粒在齒面上的磨削軌跡，如圖 9－ 15所示。 16 圖 9－ 16所示雙片 蝶形砂輪磨齒。 兩片蝶形砂輪磨齒構(gòu)成假想齒條的兩個(gè)側(cè)面。磨齒時(shí)砂輪只在原位回轉(zhuǎn)（ n0）；工件作相應(yīng)的正反轉(zhuǎn)動(dòng) (n)和往復(fù)移動(dòng)（ v），形成展成運(yùn)動(dòng)。為了磨出工件全齒寬，工件還必須沿其軸線方向作慢速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（ f）。當(dāng)一個(gè)齒槽的兩側(cè)面磨完后，工件快速退出砂輪，經(jīng)分度后再進(jìn)入下一個(gè)齒槽位置的齒面加工。 上述展成運(yùn)動(dòng)可通過圖 9－ 16b所示的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過圖中滑座 7 和框架 滾圓盤 3 及鋼帶 4 所組成的滾圓盤鋼帶機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工件正反轉(zhuǎn)動(dòng) (n)與往復(fù)移動(dòng)（ v）的配合運(yùn)動(dòng)。工件慢速進(jìn)給（ f）由工作臺(tái) 1 的移動(dòng)完成。 這種磨齒方法由于產(chǎn)生展成運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)環(huán)節(jié)少、傳動(dòng)鏈誤差?。ㄉ拜喣p后有自動(dòng)補(bǔ)償裝置予以補(bǔ)償）和分齒精度高，故加工精度可達(dá) 4 級(jí)。但由于碟形砂輪剛性差，切削深度較小，生產(chǎn)率低，故加工成本較高，適用于單件小批生產(chǎn)中外嚙合直齒和斜齒輪的高精度加工。 （二）提高磨齒精度和磨齒效率的措施 1．提高磨 齒精度的措施 （ 1）合理選擇砂輪 17 砂輪材料選用白剛玉（ WA），硬度以軟、中軟為宜。粒度則根據(jù)所用砂輪外形和表面粗糙度要求而定，一般在 46?！?80＃的范圍內(nèi)選取。對(duì)蝸桿型砂輪，粒度應(yīng)選得細(xì)一些。因?yàn)槠湔钩伤俣容^快，為保證齒面較低的粗糙度，粒度不宜較粗。此外，為保證磨齒精度，砂輪必須經(jīng)過精確平衡。 （ 2）提高機(jī)床精度 主要是提高工件主軸的回轉(zhuǎn)精度，如采用高精度軸承，提高分度盤的齒距精度，并減少其安裝誤差等。 （ 3）采用合理的工藝措施 主要有：按工藝規(guī)程進(jìn)行操作；齒輪進(jìn)行反復(fù)的定性處理和回 火處理，以消除因殘余應(yīng)力和機(jī)械加工而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力；提高工藝基準(zhǔn)的精度，減少孔和軸的配合間隙對(duì)工件的偏心影響；隔離振動(dòng)源，防止外來干擾；磨齒時(shí)室溫保持穩(wěn)定，每磨一批齒輪，其溫差不大于 1176。C ；