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大連齒輪

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大連齒輪加工
齒輪加工的具體方法有哪些?

齒輪加工的具體方法有哪些?

發(fā)布日期:2016-01-06 00:00 來(lái)源:http://m.qzlongyuan.com 點(diǎn)擊:

大連齒輪

    當(dāng)加工模數(shù)大于8mm的齒輪時(shí),采用指狀銑刀進(jìn)行加工。銑削斜齒圓柱齒輪必須在萬(wàn)能銑床進(jìn)行?!?銑削時(shí)工作臺(tái)偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度,使其等于齒輪的螺旋角β,工件在隨工作臺(tái)進(jìn)給的同時(shí),由分度頭帶動(dòng)作附加旋轉(zhuǎn)一形成螺旋齒槽。  

齒輪加工的關(guān)鍵是齒面加工。目前,齒面加工的主要方法是刀具切削加工和齒輪磨削加工。前者由于加工效率高,加工精度較高,因而是目前廣泛采用的齒面加工方法。后者主要用于齒面的精加工,效率一般比較低。按照加工原理,齒面加工可以分為成形法和展成法兩大類。


 成形法 

  成形法是利用與被加工齒輪的齒槽斷面形狀一致的刀具,在齒坯上加工出齒面的方法。成形銑削一般在普通銑床上進(jìn)行。點(diǎn)擊動(dòng)畫能幫助你進(jìn)一步理解。 

  銑削時(shí)工件安裝在分度頭上,銑刀旋轉(zhuǎn)對(duì)工件進(jìn)行切削加工,工作臺(tái)直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng),加工完一個(gè)齒槽,分度頭將工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒,再加工另一個(gè)齒槽,依次加工出所有齒槽。


 展成法 

  展成法大連加工齒輪是利用齒輪的嚙合原理進(jìn)行的,即把齒輪副(齒條-齒輪或齒輪-齒輪)中的一個(gè)制作為刀具,另一個(gè)則作為工件,并強(qiáng)制刀具和工件作嚴(yán)格的嚙合運(yùn)動(dòng)而展成切出齒廓。下面以滾齒加工為例加以進(jìn)一步說(shuō)明。 

  在滾齒機(jī)上滾齒加工的過(guò)程,相當(dāng)于一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪互相嚙合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,如圖所示,只是其中一個(gè)斜齒輪的齒數(shù)極少,且分度圓上的螺旋升角也很小,所以它便成為如圖所示的蝸桿。再將蝸桿開槽并鏟背、淬火、刃磨,便成為齒輪滾刀如圖中的齒輪滾刀。

  一般齒輪滾刀的法向截形狀近似齒條形狀,如圖所示,因此,當(dāng)齒輪滾刀按給定的切削速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),它在空間便形成一個(gè)以等速v移動(dòng)著的假想齒條,當(dāng)這個(gè)假想齒條與被切齒輪按一定傳動(dòng)比作嚙合運(yùn)動(dòng)時(shí),便在輪坯上逐漸切出漸開線的齒形。齒形的形成是由滾刀在連續(xù)旋轉(zhuǎn)中依次對(duì)輪坯切削的數(shù)條刀刃線包絡(luò)而成。  

  用展成法大連齒輪范成加工齒輪,可以用一把刀具加工同一模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪,且加工精度和生產(chǎn)率也較高,因此各種齒輪加工機(jī)床廣泛應(yīng)用這種加工方法,如滾齒機(jī)、插齒機(jī)、剃齒機(jī)等。此外,多數(shù)磨齒機(jī)及錐齒輪加工機(jī)床也是按展成法原理進(jìn)行加工的。

  Y3150E型滾齒機(jī)主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪。其主要技術(shù)參數(shù)為加工齒輪最大直徑500mm,最大寬度250mm,最大模數(shù)8mm,最小齒數(shù)5k(k-滾刀頭數(shù))。


 滾齒機(jī)的主要組成部件

  Y3150E型滾齒機(jī)由床身、立柱、刀架溜板、滾刀架、后立柱和工作臺(tái)等主要部件組成,如圖所示。立柱固定在床身上。刀架溜板帶動(dòng)滾刀架可沿立柱導(dǎo)軌作垂直方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或快速移動(dòng)。滾刀安裝在刀桿上,由滾刀架的主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)(主運(yùn)動(dòng))。滾刀架可繞自己的水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng),以調(diào)整滾刀的安裝角度。工件安裝在工作臺(tái)的心軸上或直接安裝在工作臺(tái)上,隨同工作臺(tái)一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)和后立柱裝在同一溜板上,可沿床身的水平導(dǎo)軌移動(dòng),以調(diào)整工件的徑向位置或作手動(dòng)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。后立柱上的支架可通過(guò)軸套或頂尖支承工件心軸的上端,以提高滾切工作的平穩(wěn)性。 

   Y3150E型滾齒機(jī)主要用于加工直齒和斜齒圓柱齒輪。其主要技術(shù)參數(shù)為加工齒輪最大直徑500mm,最大寬度250mm,最大模數(shù)8mm,最小齒數(shù)5k(k-滾刀頭數(shù))。


 滾齒機(jī)的主要組成部件

  Y3150E型滾齒機(jī)由床身、立柱、刀架溜板、滾刀架、后立柱和工作臺(tái)等主要部件組成,如圖所示。立柱固定在床身上。刀架溜板帶動(dòng)滾刀架可沿立柱導(dǎo)軌作垂直方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或快速移動(dòng)。滾刀安裝在刀桿上,由滾刀架的主軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)(主運(yùn)動(dòng))。滾刀架可繞自己的水平軸線轉(zhuǎn)動(dòng),以調(diào)整滾刀的安裝角度。工件安裝在工作臺(tái)的心軸上或直接安裝在工作臺(tái)上,隨同工作臺(tái)一起作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)和后立柱裝在同一溜板上,可沿床身的水平導(dǎo)軌移動(dòng),以調(diào)整工件的徑向位置或作手動(dòng)徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。后立柱上的支架可通過(guò)軸套或頂尖支承工件心軸的上端,以提高滾切工作的平穩(wěn)性。 

  

 插齒的工藝特點(diǎn)

    插齒是生產(chǎn)中一種常用的齒形加工方法。它能加工直齒圓柱齒輪,還宜于加工多聯(lián)齒輪、內(nèi)齒輪、扇形齒輪和齒條等。

  插齒既可用于齒形的粗加工,也可用作精加工。插齒通常能加工7~9級(jí)精度的齒輪,最高可達(dá)6級(jí)。插齒過(guò)程為往復(fù)運(yùn)動(dòng),有空行程;插齒系統(tǒng)剛度較差,切削用量不能太大,所以一般插齒的生產(chǎn)率比滾齒低。只有在加工模數(shù)較小和寬度窄的齒輪時(shí),其生產(chǎn)率不低于滾齒。因此插齒多用于中小模數(shù)齒輪的加工。 

  插齒是按展成原理來(lái)加工齒輪的。插齒刀相當(dāng)于一個(gè)端面磨有前角,齒頂及齒側(cè)均磨有后角的齒輪。插齒時(shí),插齒刀沿工件軸向作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),以完成切削主運(yùn)動(dòng),在刀具和輪坯作無(wú)間隙嚙合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在輪坯上漸漸切出齒廓。加工過(guò)程中。刀具每往復(fù)一次,僅切出工件齒槽的一小部分,齒廓曲線是在插齒刀刃多次相繼的切削中,由刀刃各瞬時(shí)位置的包絡(luò)線所形成的如圖所示。點(diǎn)擊下面的動(dòng)畫進(jìn)一步理解插齒原理。 

  插齒時(shí),插齒刀沿工件軸向作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),以完成切削主運(yùn)動(dòng),在刀具和輪坯作無(wú)間隙嚙合運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,在輪坯上漸漸切出齒廓。

在動(dòng)畫中,剃齒刀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高精度的斜齒輪,在齒面上開有小槽,沿漸開線方向形成刀刃,另一個(gè)是被加工齒輪。剃齒時(shí),經(jīng)過(guò)預(yù)加工的工件齒輪裝在心軸上,在機(jī)床工作臺(tái)上的兩頂尖之間可以自由轉(zhuǎn)動(dòng);剃齒刀裝在機(jī)床的主軸上,與工件作無(wú)側(cè)隙的螺旋齒輪嚙合傳動(dòng),帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。根據(jù)嚙合原理兩者在齒長(zhǎng)法向上的速度分量相等。在齒長(zhǎng)方向上,剃齒刀的速度分量 ,被加工齒輪的速度分量 ,兩者的速度差為Δ 。這一速度差使剃齒刀與被加工齒輪沿齒長(zhǎng)方向產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在徑向力的作用下,從工件齒面上剃下很薄的切屑,(厚度可小至0.005~0.01 


剃齒需具備以下運(yùn)動(dòng):

 ?、偬挲X刀高速正反轉(zhuǎn)-主運(yùn)動(dòng);

 ?、诠ぜ剌S向往復(fù)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)-剃出全齒寬;

 ?、酃ぜ恳煌鶑?fù)行程后的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)-剃出全齒深。

  進(jìn)行剃齒切削的必要條件是剃齒刀與齒輪的齒面之間有相對(duì)滑移,相對(duì)滑移的速度就是剃齒的切削速度。由上述剃齒原理可知,剃齒刀與工件之間并無(wú)強(qiáng)制性的展成運(yùn)動(dòng),是自由對(duì)滾,故機(jī)床傳動(dòng)鏈短,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 mm)。且在嚙合過(guò)程中逐漸把余量剃除。

 珩齒

 珩齒是齒輪熱處理后的一種光整加工方法。目前生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。珩齒原理與剃齒相似,珩輪與工件是一對(duì)斜齒輪副無(wú)側(cè)隙的自由緊密嚙合,如圖所示,珩齒所用的刀具(即珩輪)是一個(gè)由磨料、環(huán)氧樹脂等原料混合后在鐵心上澆注而成的斜齒輪。珩輪回轉(zhuǎn)時(shí)的圓周速度 ,可分解為法向分速度 ,以帶動(dòng)工件回轉(zhuǎn);齒向分速度 ,使珩輪與工件產(chǎn)生相對(duì)滑移。珩輪上的磨料借助珩輪齒面與工件齒面間的相對(duì)滑移速度 磨去工件齒面上的微薄金屬。 

   磨齒是齒形加工中精度最高的一種方法。適用于淬硬齒輪的精加工,其加工精度可達(dá)到4~6級(jí),最高3級(jí),齒面粗糙度值Ra為0.8~0.2um。磨齒對(duì)磨前齒輪誤差或熱處理變形有較強(qiáng)的修正能力,故多用于高精度的硬齒面齒輪、插齒刀和剃齒刀等的精加工,但生產(chǎn)率低,機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜,調(diào)整困難,加工成本高。


  磨齒方法有仿形法和展成法兩大類。生產(chǎn)中常用展成法。展成法可分為錐面砂輪磨齒、蝶形砂輪磨齒、蝸桿砂輪磨齒等。

 錐面砂輪磨齒

    砂輪截面呈錐形,相當(dāng)于齒條的一個(gè)齒。磨齒時(shí),砂輪一面高速旋轉(zhuǎn);一面沿齒槽方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以磨出全齒寬;工件一面旋轉(zhuǎn),一面移動(dòng),實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng)。在工件的一個(gè)往復(fù)過(guò)程中,先后磨出齒槽的兩個(gè)側(cè)面,然后工件快速離開砂輪進(jìn)行分度,磨削下一個(gè)齒槽。

  這種磨齒法砂輪剛性好,磨削效率較高;但機(jī)床傳動(dòng)鏈復(fù)雜,磨齒精度較低,一般為5~6級(jí),多用于成批生產(chǎn)中磨削6級(jí)精度的淬硬齒輪。 

 蝶形砂輪磨齒

    兩片蝶形砂輪傾斜安裝以構(gòu)成齒條齒形的兩個(gè)側(cè)面。磨齒時(shí),砂輪作高速旋轉(zhuǎn);工件一面旋轉(zhuǎn),一面移動(dòng),實(shí)現(xiàn)展成運(yùn)動(dòng);工件沿軸線方向慢速進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以磨出全齒寬。當(dāng)一個(gè)齒槽的兩側(cè)面磨完后,工件快速離開砂輪進(jìn)行分度,磨削下一個(gè)齒槽。

  這種磨法的展成運(yùn)動(dòng)是通過(guò)滑座和滾圓盤鋼帶機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的,傳動(dòng)環(huán)節(jié)少,傳動(dòng)誤差小,分齒精度較高,故加工精度可達(dá)3~5級(jí);但砂輪剛性差,切深小,生產(chǎn)率低,故加工成本較高,適用于單件小批生產(chǎn)高精度的直齒圓柱齒輪、斜齒輪的精加工。

 蝸桿砂輪磨齒

    蝸桿砂輪磨齒原理與滾齒相似,其砂輪作成蝸桿狀,砂輪高速旋轉(zhuǎn),工件通過(guò)機(jī)床的兩臺(tái)同步電動(dòng)機(jī)作展成運(yùn)動(dòng),工件還沿軸向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以磨出全齒寬。

  為保證必要的磨削速度,蝸桿砂輪直徑較大(200~400),且轉(zhuǎn)速較高(2000r/min),又是連續(xù)磨削,所以生產(chǎn)率很高。磨削精度一般為5級(jí),最高可達(dá)3級(jí),適用于大、中批生產(chǎn)的齒輪精加工。

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