齿轮缺陷.doc

缺陷名称 主要原因 解决方法 齿数不正确 1)分齿交换齿轮调整不正确2)滚刀选用错误3)工件毛坯尺寸不正确4)滚切斜齿轮时，附加运动方向不对 1)重新调整分齿交换齿轮，并检查中间轮加置是否正确2)合理选用滚刀3)更换工件毛坯4)增加或减少差动交换齿轮中的中间轮 齿形不正常(1)齿面出棱 滚刀齿形误差太大或分齿无能无力瞬时速比较变化大，工件缺陷状况有四种（1）滚刀刃磨后，刀齿等分性差（2）滚刀轴向窜动大（3）滚刀径向跳动大（4）滚刀用钝 主要方法：着眼于滚刀刃磨质量，滚刀安装精度以及机床主轴的几何精度：（1）控制滚刀刃磨质量（2）保证滚刀的安装精度，同时安装滚刀时不能敲击；垫圈端面平整；螺母端面要垂直；锥孔内部应清洁；托架装上后，不能留间隙（3）复查机床主轴的旋转精度，并修复调整滚刀主轴轴承，尤其是止推垫片（4）更换新刀 齿形不正常(2)齿形不对称 1）滚刀安装不对中2）滚刀刃磨后，前刃面的径向误差大3）滚刀刃磨后，螺旋角或导程误差大4）滚刀安装角的误差太大 1）用“啃刀花”法或对刀规对刀2）控制滚刀刃磨质量3）重新调整滚刀的安装角 齿形不正常(3)齿形角不对 1）滚刀本身的齿形角误差太大2）滚刀刃磨后，前刃面的径向性误差大3）滚刀安装角的误差大 1）合理选用滚刀的精度2）控制滚刀的刃磨质量3）重新调整滚刀的安装角 齿形不正常(4)齿形周期性误差 1）滚刀安装后，径向跳动或轴向窜动大2）机床工作台回转不均匀3）跨轮或分齿交换齿轮安装偏心或齿面磕碰4）刀架滑板有松动5）工件装夹不合理产生振摆 1）控制滚刀的安装精度2）检查机床工作台分度蜗杆的轴向窜动，并调整修复之3）检查跨轮及分齿交换齿轮的安装及运转状况4）调整刀架滑板的塞铁5）合理选用工件装夹的正确方案 齿圈径向跳动超差 工件内孔中心与机床工作台回转中心不重合（1）有关机床、夹具方面：1）工作台径向跳动大2）心轴磨损或径向跳动大3）上下顶针有偏差或松动4）夹具定位端面与工作台回转中心线不垂直5）工件装夹元件，例如垫圈和并帽精度不够（2）有关工件方面：1）工件定位孔直径超差2）用找正工件外圆安装时，外圆与内孔的同轴度超差3）工件夹紧刚性差 着眼于控制机订工作台的回转精度与工件的正确安装（1）有关机床和夹具方面：1）检查并修复工作台回转导轨2）合理使用和保养工件心轴3）修复后立柱及上顶针的精度4）夹具定位端与工作台回转中心线不垂直5）提高工件装夹元件精度，例如垫圈和并帽（2）有关工件方面：1）控制工件定位孔的尺寸精度2）控制工件外圆与内孔的同轴度误差3）夹紧力应施于加工刚性足够的部位 齿向误差超差 滚刀垂直进给方向与齿坯内孔轴线方向偏斜太大。加工斜齿轮时，还有附加运动的不正确（1）有关机床和夹具方面：1）立柱三角导轨与工作台轴线不平行2）工作台端面跳动大3）上、下顶尖不同轴4）分度蜗轮副的啮合间隙大5）分度蜗轮副的传动存在有周期性误差6）垂直进给丝杆螺距误差大7）分齿、差动交换齿轮误差大（2）有关工件方面1）齿坯两端面不平行2）工件定位孔与端面不垂直 着眼于控制机床几何精度和工件的正确安装，下列第4）5）6）7）条，主要适用加工斜齿轮时（1）有关机床和夹具方面：1）修复立柱精度，控制机床热变形2）修复工作台的回转精度3）修复后立柱或上、下顶针的精度4）合理调整分度蜗轮副的啮合间隙5）修复分度蜗轮副的零件精度。6）垂直进给丝杠因使用磨损而精度达不到时，应及时更换7）应控制差动交换齿轮的计算误差（2）有关工件方面1）控制齿坯两端面的平行度误差2）控制齿坯定位孔与端面的垂直度 齿距累积误关差超差 滚齿机工作台每一转中回转不均匀的最大误差太大：1）分度蜗轮副传动精度误差2）工作台的径向跳动与端面跳动大3）分齿交换轮啮合太松或存在磕碰现象 着眼于分齿运动链的精度，尤其是分度蜗轮副与滚刀两方面：1）修复分度蜗轮副传动精度2）修复工作台的回转精度3）检查分齿交换齿轮的啮合松紧和运转状况 齿面缺陷（1）撕裂 1）齿坯材质不均匀2）齿坯热处理方法不当3）切削用量选用不合理而产生积屑瘤4）切削液效能不高5）滚刀用钝，不锋利 1）控制齿坯材料质量2）正确选用热处理方法，尤其是调质处理后的硬度，建议采用正火处理3）正确选用切削用量，避免产生积屑瘤4）正确选用切削液，尤其要注意它的润滑性能5）更换新刀 齿面缺陷（2）啃齿 由于滚刀与齿坯的相互位置发生突然变化所造成：1）立柱三角导轨太松，造成滚刀进给突然变化立柱三角导轨太紧，造成爬行现象2）刀架斜齿轮啮合间隙大3）油压不稳定 寻找和消除一些突然因素：1）调整立柱三角导轨：要求紧松适当2）刀架若因使用时间久而磨损，应更换3）合理保养机床，尤其是清洁，使油路保持畅通：油压保持稳定 齿面缺陷（3）振纹 由于振动造成：1）机床内部某传动环节的间隙大2）工件与滚刀的装夹刚性不够3）切削用量选用太大4）后托架安装后，间隙大 寻找与消除振动源：1）对于使用时间久而磨损严重的机床及时大修2）提高滚刀的装夹刚性，例如缩小支承间距离；带柄滚刀应尽量选用大轴径等。提高工件的装夹刚性：例如，尽量加大支承端面，支承端面（包括工件）只准内凹；缩短上下顶针间距离3）正确选用切削用量4）正确安装后托架 齿面缺陷（4）鱼鳞 齿坯热处理不当，其中在加工调质处理后的钢件时比较多见 1）酌情控制调质处理的硬度2）建议采用正火处理作为齿坯的预先热处理 在设计中综合考虑被加工齿轮左右齿面与齿宽上切削平衡，齿轮圆角部分影响，三菱神户工具公司开发了可输出预想齿形系统，只要输入前加工刀具和被加工齿轮诸参数就可以输出预想齿形，选定合理的啮合压力角。剃齿是对未淬火齿轮进行精加工的一种方法。剃齿的原理是：一对互相交叉构成一定轴交角的齿轮啮合传动，传动时齿面间有相对滑动，在这一对齿轮中的一个齿面上制出许多小槽（梳形齿），梳形齿槽构成剃齿刀的侧刃与顶刃，这些刀刃在齿面相对滑动中，对另一齿面工件进行切削。由图1可见剃齿刀设计成斜齿或直齿以便得到必要的轴交角，当剃齿刀与加工齿轮二者螺旋角方向相同时轴交角为二者之和，相反时为二者之差。图1 在节圆上的中啮合与切割啮合点的相对滑动速度也与二者螺旋角大小与方向有关。相同时为二者之和，相反时为二者之差。剃齿刀刃的运动轨迹见图2。剃齿加工有以下优点：加工时间短，生产率高；可使被加工齿轮精度显著提高；每加工一个齿轮，消耗刀具费用低；可进行齿形修整；可简单使被加工齿轮在齿向上形成中鼓；不需要熟练工操作。图2 齿轮齿面上剃齿刀刃的运动轨迹剃齿方式剃齿方式以剃齿刀与被加工齿轮的相对进给方向而定名，表1中有4种剃齿方式。剃齿方式的选定，要视被加工齿轮形状、尺寸和产量而定。表1 剃齿方式径向剃齿法是只沿切深（径向）方向进给的剃齿法（见图3），最适合大量高效生产。图4所示为各种剃齿法切刃的径向进刀与横向进刀的状态。径向剃齿时，各梳形齿切刃均匀地作用于齿面，切削量均一。径向剃齿由于刀具梳形齿予以特殊配列，被加工齿轮齿面粗糙度比原有方法可下降50%。图3 径向剃齿法的背吃刀量（切深）切削条件选择1.剃齿刀的转速剃齿刀转速Nc=1 000Vc/（dc）；其中，Vc为剃齿刀切削速度；dc为剃齿刀齿顶圆直径。径向剃齿因为只有一次反转，故可采用比其他剃齿方式高20%的切削速度。当刀具与被加工齿轮齿数比大时，由于会使被加工齿轮转速过大，此时可适当降低转速。图4 不同剃齿法形成进刀状态2.横向进给速度轴向剃齿法时：被加工齿轮转一圈进给0.150.3mm；对角剃齿法：约为以上的70%； 切向剃齿法：约为以上的50%。3.进刀量轴向剃齿、对角剃齿和切向剃齿时，剃齿刀向被加工齿轮中心方向切入是阶段式地进行。据剃削余量大小，每次进刀量在0.020.06mm范围内选定。径向剃齿时，机械进刀机构可连续径向切入，梳形齿一节距转进过程中推荐向齿厚方向切入约0.007mm。4.径向剃齿回送运动的调整剃齿刀主要参数设计1）模数与压力角剃齿刀的法向模数和法向压力角与被加工齿轮必须相等。2）螺旋角与前角、后角剃齿刀节圆柱螺旋角的设计应使剃齿刀与齿轮的轴交角最适当。因轴交角大致是剃齿刀与被加工齿轮螺旋角之差，其大小对切削锋利性和加工精度有很大的影响。图5 轨迹图（刀具到寿命时有干涉）轴交角大切削性能好，但齿面接触面积变小，导向性变坏，有可能增加齿向误差。相反，轴交角小接触面积增大，导向性好，切削性能变差，加工表面被挤刮。因此考虑加工精度与生产效率这两方面，必须设计好轴交角。适当的轴交角范围见表2。表2 适当的轴交角范围由图1可见，梳形齿侧刃顶刃构成前角与后角的状况，前角为0，也可做出一定“+”角度，以提高其锋利性，并能减少齿槽振摆造成不良的影响，理论上剃齿刀与工件是点啮合，实际其间有压力，接触是一小面积；实际后角常为零。3）剃齿刀齿数首先由使用剃齿机规格尺寸与被加工齿轮尺寸决定剃齿刀的公称尺寸，再计入剃齿刀模数与螺旋角，使节圆直径接近于公称尺寸从而去决定齿数，齿数原则上选单数。图6 轨迹图（刀具到寿命时不干涉）4）啮合压力角的选定剃齿加工与其他展成加工方法不同，因为没有强制啮合传动机构，被加工齿轮齿形精度很大地受到啮合情况的变动影响。啮合率在2左右，被加工齿轮质量稳定，随啮合率减少，啮合状态变动大，齿形精度也变得不稳定。但即使在此条件下，若能选择一个合适的啮合压力角也有可能加工出稳定的齿形。三菱神户切削工具公司考虑到被加工齿轮左右齿面切削的平衡而选定啮合压力角。在综合考虑被加工齿轮圆角部分的影响、齿宽方向上切削平衡等影响开发了可输出预想齿形的系统。只要输入被加工齿轮诸参数和前加工刀具诸参数，就可以输出预想齿形，从其中选出齿形精度稳定区域，即使此时啮合率低也可制成出使被加工齿轮齿形稳定的剃齿刀。5）剃齿刀直径的设定剃齿刀直径设定应考虑两个条件，即：应超过被加工齿轮与配对齿轮的啮合最小圆直径（或渐开线开始径TIF），不会与前加工齿形圆角（过渡曲线）干涉。实际有仅优先满足条件，不满足条件的情况。#p#分页标题#e#图7 前加工滚刀进刀量与剃削余量的关系和是否有允许变动范围，可由剃齿刀齿顶的延长外摆线轨迹、配对齿轮的延长外摆线轨迹及前加工齿轮描绘出齿形的轨迹图来判断（见图5、6）。为描述配对齿轮的轨迹，配对齿轮齿数、外径与被加工齿轮的中心距需要知道，另外，前加工刀具形状，剃齿余量也应知道。据轨迹图认定剃齿刀轨迹的变化。由于剃齿刀重磨相当于减小变位，同一剃齿直径设定时，剃齿刀与被加工齿轮间间隙增大了，刀具轨迹比配对齿轮轨迹更远离了被加工齿轮，这样刀具轨迹（此时剃出的齿形）将与配对齿轮常发生干涉（见图5）。实际产生干涉时，可改变剃齿刀外径逐渐深入切削（刀具外径设定得较大）来防止干涉（见图6）。加工时注意事项1.前加工精度按JIS标准应使前加工精度达到JIS齿轮精度标准的23级（GB与DIN标准约67级）以内。2.剃齿余量剃齿余量与前道滚切工序的进给量有关（见图7），表3为剃齿余量推荐值和齿厚上的剃削余量（双侧）。表3 剃齿余量推荐值3.剃前加工刀具的选定（1）剃前加工刀具的齿顶高应选1.35m以上的高齿顶型。（2）剃齿刀齿顶与被加工齿轮底部应有0.15m以上的齿顶间隙。（3）应使被加工齿轮的根部不与剃齿刀齿顶干涉。4.回转方向与进给方向的关系由剃齿刀回转方向与被加工齿轮进给方向的异同所造成的梳形齿刀刃的不同工作情况，梳形齿有必要进行调整达到为逆铣（up cut）作用效果。5.剃齿加工用心轴形状剃齿加工时，推荐使用夹紧点接近加工部位，即靠近齿根部的心轴压板。6.剃齿加工用心轴的精度心轴外径作为定位安装基准，其振摆应在5mm以内，被加工齿轮孔精度应达H6H7。7.前加工须除去被加工齿轮端面的毛刺被加工齿轮端面在前加工中留下的毛刺在剃齿时会塞堵剃齿刀梳形齿槽。8.剃齿刀寿命判定标准（1）被加工齿轮齿形精度变差。（2）被加工齿轮齿面用手指抚摸感到毛糙，有毛刺。（3）精加工时出现蜂鸣之声。（4）不出现针状长切屑，而出现如锉削产生的粉状短切屑。（5）进给至一定中心距离，即使精加工，也不能剃出一定齿厚的齿轮。（6）剃齿刀齿形精度变差。剃齿加工的问题与对策1.前加工齿形精度的影响前加工中若有显著的齿形特征误差存在，剃齿后这个特征误差会复映下来。2.剃齿刀齿侧径向跳动的影响被加工齿轮齿形上产生波形，可能是由于剃齿刀齿侧径向跳动造成。加工的问题与对策详见表4。表4 剃齿加工的问题与对策前言 随着科学技术的不断进步，高精度齿轮市场需求量越来越大。剃齿加工是美国耐森纳尔波洛奇公司在1926年率先发展起来，五十年代后期开始逐渐推广到各个部门，在目前全球的齿轮生产中，是最主要的齿轮精加工手段。由于当代工业的发展对齿轮噪音提出了严格的要求，大量生产的齿轮也要进一步提高精度。剃齿可作为齿形加工的最后工序能修正齿圈径向跳动误差、齿距误差、齿形误差和齿向误差等，故经过剃齿齿轮的工作平稳性精度和接触精度会有较大提高，同时可获得较精细表面。据报道，美国高速传动齿轮有90%经剃齿加工。通过剃齿，一般可提高齿轮精度1-3级，因此对剃齿寄予了很大厚望。 一、剃齿加工原理及方式 1、剃齿加工原理 剃齿刀是经过淬火磨削的齿轮形刀具，沿齿高方向有锯齿刀槽。剃齿加工就是利用剃齿刀与齿轮工件的啮合传动，从齿轮工件的齿面切削去微小的加工余量，进行剃削。齿轮工件与剃齿刀啮合旋转时，齿轮轴与刀具轴并不平行，而是互相交错；齿轮工件和剃齿刀之间只有齿面啮合，两者的轴之间没有机械的联系，互相之间自由旋转。这也是剃齿与其它齿轮精加工方法、切齿法的显著区别所在。 剃齿过程中，两轴互相交错地啮合着的齿轮和剃齿刀，由于一面在齿面上加压力而一面旋转，刀具和齿轮齿面在齿高方向和轴向产生相对滑移，刀具齿面上的很多齿刃槽的边缘就成了切削刃。剃齿刀的锯齿刀槽的顶部构成刀具齿面，用齿轮磨床进行齿形磨削，没有齿面后角，不像其它刀具（例如插齿刀）有齿面后角。因此，即使是用锯齿刃槽的刃背顶住齿轮工件的齿面，也不会过度切入，可以用0.020.05毫米的加工余量进行齿面精加工。剃齿刀齿侧面的切削刃槽通常是平行于刀具端面或垂直于刀具齿向，使两侧切削刃分别具有正、负前脚或零前角，剃齿刀切削工件时，它的齿侧面和工件的加工表面相切，所以剃齿时的后角等于0，这将产生挤压现象，因此剃齿是一个在滑移运动中产生切削与挤压的加工过程。 2、剃齿加工方式 按剃削齿轮的移动方向或按啮合点移动方式可以将剃齿法分为几种，具有代表性的有轴向剃齿、切向剃齿、对角线剃齿及径向剃齿法。轴向剃齿是通过刀具或齿轮沿齿轮轴向移动来达到剃齿刀与齿轮啮合点的移动，可以遍及齿轮的齿宽；切向剃齿是刀具或齿轮垂直于齿轮轴移动，所能加工到的齿宽限于刀具的齿宽覆盖范围内，但移动量仅为普通剃齿的几分之一，所以加工时间显著缩短；对角线剃齿介于上述两者之间，刀具或齿轮在倾斜于轴的方向移动，剃削得齿宽可以宽于刀具的齿宽，刀具或齿轮的移动量介于两者之间；径向剃齿法在剃削过程中，剃齿刀与齿轮为线接触，因此具有效率高、刀具耐用度高、齿形精度高和加工表面粗糙度值低，有强制性的齿向修正能力，且特别适合于加工多联齿轮等优点。 另外，按切削所必需的压力加在齿轮工件和刀具齿面上的方式，剃齿法可以分为过盈啮合剃齿和制动剃齿两种。过盈啮合剃齿是：使刀具和齿轮无侧隙啮合，再通过缩短中心距对齿面加以必需的切削压力；制动剃齿是：制动被动的刀具或齿轮的轴，将必需的压力加于啮合齿面，这种加工方法通常用于只需加工一侧齿面或剃齿刀和齿轮以任意啮合角啮合的情况，通常用于大型齿轮的齿向误差矫正。 二、剃齿中凹问题及原因 剃齿时，剃齿刀与工件是一对无侧隙的螺旋齿轮啮合。盘形剃齿刀可以看成是一个圆柱齿轮，切削时经过加工的工件（剃前齿轮）装夹在心轴上，顶在机床工作台上的两顶尖之间，可以自由转动。在螺旋齿轮啮合中，两齿轮的齿面接触在理论上是点接触，随着齿轮旋转接触点倾斜于齿面移动，在齿高方向不断移动的同时，在齿宽方向也不断地移动。因此，在重合度大于1的情况下，两对齿轮同时啮合时，两个接触点在相邻两齿的齿高方向和齿宽方向都处于不同位置（这种现象是鼓形齿剃齿固有误差产生的唯一原因）。同时，在剃齿刀和齿轮工件啮合时，刀具的切削刃形成齿面锯齿刃槽，其边缘棱角咬入齿轮齿面，齿面接触并不是点接触，啮合实际状态已经发生变化。剃齿时齿形接触点的位置数量变化规律齿轮制造精度对噪声的影响主要有基节误差、齿形误差、齿圈跳动、接触精度和齿面粗糙度等五大因素构成。齿形误差与剃齿加工中产生的误差密不可分，而剃齿加工中的重要不容忽视的问题是齿形中凹。 1、中凹现象机理 剃齿刀和被剃齿轮的重叠系数一般不是整数,造成同时接触的齿面数是变化的。当齿面由偶数齿接触过渡到单齿接触时其两侧齿廓上接触点的数量也在变化（见上图）。当齿顶或齿根进入啮合时, 有两对齿同时接触。当齿的齿腹进入啮合时，只有一对齿接触。由于径向进刀的总压力大致一定，反映在单齿接触区中的每个接触点上的齿面压力显然要比两齿接触区所承受的压力大得多，根部处于双齿啮合区，金属的切除少。节圆附近处于单齿啮合区，金属的切除较大。这就造成了剃齿齿廓中凹现象的发生。 2、引起齿形中凹的原因 标准齿形剃刀剃齿后齿形中凹有多方面的因素,新剃刀剃齿齿形中凹大,经过多次重磨后的剃刀剃齿齿形中凹小,有时甚至不凹;被剃齿轮齿数越少,模数越大,齿形中凹越严重;剃齿刀与齿轮轴交角越大,剃后齿形曲线越差。滚齿齿形超差、滚齿径跳、超差、剃齿刀的有关设计参数的选取、剃齿刀与被剃齿轮的滑动比、剃齿切削要素的选取及剃齿时切削行程和光整行程次数的比等都对剃齿中凹有不同程度的影响。其中,滚齿齿形超差和剃齿刀变位系数即端面啮合角的选取是剃齿中凹的主要影响因素。除此之外，因预加工滚齿中凹引起的剃齿时剃齿刀切削刃受力不一致而导致剃齿刀磨损程度不同,也会使齿部中间部位多切去一些,从而产生不同程度的中凹。 中凹现象的存在意味着齿轮齿形不能加工成正确的渐开线，而且在剃齿中被动的齿轮或刀具旋转速度不稳定，意味着产生旋转波动从而形成噪音。从剃齿本身看，从其开始发展到至今，中凹现象一直是产生剃齿故障的原因。 三、解决中凹的方法 1、剃齿的修形 （1）齿形的修形 一对齿轮啮合时，从开始啮合到脱离啮合状态，载荷是变化的，特别是轮齿工作的中是12对轮齿交替工作，工作不平稳，因此有必要对轮齿进行齿形修形，通过对齿顶、齿根的修缘，使轮齿的啮合从修缘区平滑地过渡到理论的渐开线的齿形区，从而提高啮合质量。齿轮的修形可以是一对齿轮轮齿的齿顶、齿根修缘，也可以是单个齿轮轮齿的齿顶和齿根修缘。 （2）齿向修形 一对齿轮理想的齿向啮合长度在全长方向上接触，但实际的啮合齿向是难以实现的。为了实现齿宽方向基本均匀受载，提高齿轮承载能力，通常制成鼓形。 2、剃齿刀设计 啮合系数1.82的情况下剃齿加工比较容易; 啮合系数在1.31.8的剃齿刀则要根据啮合区的变化而进行修形;小于1.3时修形困难。因此在设计剃齿刀时应尽量使剃齿刀与被剃齿轮啮合系数在1.82之间。 3、剃齿刀的修形 剃刀修形就是有意识地将剃刀节圆部份修凹,以弥补因剃齿工艺带来的齿形中凹缺陷。可选取减小剃刀外圆磨量的方法或采用负变位剃齿刀的办法来减少工件的齿形中凹。剃齿刀按其结构可以分为一齿条形剃齿刀，用于加工圆柱形外齿轮；二是盘形剃齿刀，在生产中主要使用这种剃齿刀；三是蜗轮剃齿刀，用于蜗轮的精加工。目前使用最多的是外形像齿轮的盘形剃齿刀。 剃齿刀修形常用的方法有三种： 一是靠模板修形法，其基本原理是先检测出被剃后的齿轮齿形中凹曲线，按检测曲线设计制作修形模板，依照修形模板曲线将磨刀砂轮修形，然后用修形后的砂轮修磨剃齿刀。但是修形模板数据的确定目前还不能用理论分析和计算的方法来解决，都是采用试剃的方法，通过测量出齿轮的齿形偏差，再根据齿形偏差的形状和大小与制定的齿形修正曲线进行对照，经过多次反复修磨，最终才确定比较合适的剃齿刀的齿形修正曲线。 二是微机控制修形法。该法是在专用磨齿机上，采用专门的设计程序来控制修磨刀砂轮，达到修磨剃齿刀的目的。 三是随机修形法，它是利用反切削原理，将具有坚硬表面的修磨轮装在剃齿机工件的齿轮位置上取代工件齿轮进行剃削加工，由于修磨轮的硬度大于剃齿刀的硬度，所以中凹现象会反映在剃齿刀上，再用该剃齿刀去加工齿轮便会减小或消除中凹现象。目前已出现了齿轮式金刚石修整轮取代工序加工中的工件齿轮与剃齿刀啮合实现剃齿刀修形的方法。该工艺修形过程简单,不需将剃齿刀取下单独修形,修形时间短,操作容易。当基体轮的精度较高时,齿形精度经修形可达5级(GB10095 - 88)以上,修磨轮镀层用尽后,还可以重新镀覆金刚石并且可以对系统加工中的随机误差及时修正。 四、结束语 虽然目前剃齿加工取得了长足发展，剃齿加工生产效率也很高。目前从理论和优化计算上解决轮齿的修仍需不断的探索和实践。五金知识堂:剃齿加工原理及方式 五金加工机械随着科学技术的不停进步，高精度齿轮市场需求量越来越大。剃齿加工是美国耐森纳尔?波洛奇公司在1926年率先发展起来，五十年代后期开始逐渐推广到各个部门，在目前全球的齿轮生叶产中，是最主要的齿轮精加工手段。由于当代工业的发展对齿轮噪音提出了严格的要求，大量生产的齿轮也要进一步提高精度。剃齿可作为齿形加工的最后工序能修正齿圈径向跳动误差、齿距误差、齿形误差和齿向误差等，故经过剃齿齿轮的工作平顺性精度和接触精度会有较大提高，同时可获患上较精细外貌。据报道，美国高速传动齿轮有90%经剃齿加工。经由过程剃齿，一般可提高齿轮精度1-3级，因此对剃齿寄予了很大厚望。剃齿加工原理及方式1、剃齿加工原理剃齿刀是经过淬火磨削的齿轮形刃具，沿齿高方向有锯齿刀槽。剃齿加工就是利用剃齿刀与齿轮长安五金机械加工工件的啮合传动，从齿轮工件的齿面切削去微小的加工余量，进行剃削。齿轮工件与剃齿刀啮合旋转时，齿轮轴与刃具轴其实不平行，而是互相交错；齿轮工件和剃齿刀之间只有齿面啮合，二者的轴之间没有机械的联系，互相之间自由旋转。这也是剃齿与其它齿轮精加工方法、咬紧牙齿法的显著区别所在。剃齿过程中，两轴互相交错地啮合着的齿轮和剃齿刀，由于一面在齿面上加压力而一面旋转，刃具和齿轮齿面在齿高方向和轴向孕育发生相对于滑移，刃具齿面上的很多齿刃槽的边缘就成为了切削刃。剃齿刀的锯齿刀槽的顶部构成刃具齿面，用齿轮磨床进行齿形磨削，没有齿面后角，不像其它刃具（例如插齿刀）有齿面后角。因此，即使是用锯齿刃槽的刃违顶住齿轮工件的齿面，也不会过分切入，可以用0.020.05毫米的加工余量进行齿面精加工。剃齿刀齿长安五金机械加工侧面的切削刃槽通常是平行于刃具端面或垂直于刃具齿向，使两侧切削刃分别具有正、负前脚或零前角，剃齿刀切削工件时，它的齿侧面和工件的加工外貌相切，以是剃齿时的后角等于0，这将孕育发生挤压现象，因此剃齿是一个在滑移运动中孕育发生切削与挤压的加工过程。2、剃齿加工方式按剃削齿轮的移动方向或按啮合点移动方式可以将剃齿法分为几种，具有代表性的有轴向剃齿、切向剃齿、对角线剃齿及径向剃齿法。轴向剃齿是经由过程刃具或齿轮沿齿轮轴向移动降临达剃齿刀与齿轮啮合点的移动，可以遍及齿轮的齿宽；切向剃齿是刃具或齿轮垂直于齿轮轴移动，所能加工到的齿宽限于刃具的齿宽覆盖范围内，但移动量仅为普通剃齿的几分之一，以是加工时间显著缩短；对角线剃齿介于上述二者之间，刃具或齿轮在倾斜于轴的中国五金商贸网方向移动，剃削患上齿宽可以宽于刃具的齿宽，刃具或齿轮的移动量介于二者之间；径向剃齿法在剃削过程中，剃齿刀与齿轮为线接触，因此具有用率高、刃具耐用度高、齿形精度高和加工外貌粗糙度值低，有强制性的齿向修正能力，且特别适合于加工多联齿轮等优点。另外，按切削所必需的压力加在齿轮工件和刃具齿面上的方式，剃齿法可以分为过盈啮合剃齿和制动剃齿两种。过盈啮合剃齿是：使刃具和齿轮无侧隙啮合，再经由过程缩短中心距对齿面加以必需的切削压力；制动剃齿是：制动被动的刃具或齿轮的轴，将必需的压力加于啮合齿面，这种加工方法通常用于只需加工一侧齿面或剃齿刀和齿轮以任意啮合角啮合的情况，通常用于大型齿轮的齿向误差矫正。刃具齿轮剃齿刀打齿原因浅析收藏此信息 打印该信息 添加：用户投稿 来源：未知简介：根据对已打齿的剃齿刀和工件齿轮的大量观察、检测和分析，结合剃齿工艺的特点，我公司对剃齿工艺过程中，可能造成剃齿刀打齿的诸因素，进行了较为全面的深入分析和归纳，常见的有如下几个方面的原因。 一、剃前齿轮加工精度太低齿形误差(Dff)过大，使剃齿刀刀齿在齿高方向上承受负荷不均匀，特别是齿根部分凸出，压力角偏大时，易造成剃齿刀刀齿齿顶部分因不堪负荷而断齿。其特征是打刀的工件齿顶部分可能尚未剃关键字：刀具夹具切削铣削车削机床测量 根据对已打齿的剃齿刀和工件齿轮的大量观察、检测和分析，结合剃齿工艺的特点，我公司对剃齿工艺过程中，可能造成剃齿刀打齿的诸因素，进行了较为全面的深入分析和归纳，常见的有如下几个方面的原因。 一、剃前齿轮加工精度太低1. 齿形误差(Dff)过大，使剃齿刀刀齿在齿高方向上承受负荷不均匀，特别是齿根部分凸出，压力角偏大时，易造成剃齿刀刀齿齿顶部分因不堪负荷而断齿。其特征是打刀的工件齿顶部分可能尚未剃削，而齿根部分却有比较深的剃痕。 2. 齿向误差(Dfb)过大，使剃齿刀刀齿在齿宽方向上承受负荷不均匀，易造成剃齿刀刀齿的两端或一端打齿。观察打刀的工件，可能齿面是对角处尚未剃削，而相对部分却剃痕较深。 3. 齿圈径向跳动(Dfr)或公法线长度变动量(Dfw)过大，这将导致在工件运转到某一个方向时，剃齿刀刀齿将承受突然增大的负荷，当超过刀齿的承载强度时，便会造成打齿。观察打刀的工件，发现在圆周的某个方向双侧齿面均未剃削，而在对面却有较深的剃痕。另外，在剃削过程中，可听出剃齿刀主轴运转不平稳的声音。 4. 齿厚误差太大。由于齿厚余量多少不一，使剃齿刀刀齿在剃削过多的余量时，所承受的负荷超过刀齿的强度，引起打齿。观察打刀的工件，所有齿面均有较深的剃痕。另外，在剃削这种齿轮时，可听到机床主轴发闷的声音。二、剃齿刀1. 剃齿刀选用不当。剃齿刀的选用原则是剃齿刀的法向模数和压力角(mn、an)应与被剃工件齿轮的法向模数和压力角大小相等；剃齿刀的螺旋角及旋向应能使剃齿时的安装轴交角f在1015之间。轴交角见图1所示： 图1 剃齿刀的选用与安装2. f=b1b2 3. 式中b1、b2分别为剃齿刀和工件螺旋角；当b1、b1旋向相同时，取“+”；当b1、b2旋向相反时，取“-”。 4. 剃齿轴交角f太小，剃削性能差，剃齿刀承受挤压力大；轴交角f太大，剃齿刀与工件接触区小，切削不平稳，它们均易造成剃齿刀打齿。 5. 剃齿刀钝了以后没有及时更换刃磨。由于剃齿刀刀刃用钝后，其切削能力大大降低，而机床仍在进给，使刀齿所承受过大的挤压力造成打齿。因此剃齿刀用钝后要及时刃磨。判断剃齿刀用钝可检查是否有如下现象：看不见剃削的刀痕，齿面非常光亮，齿端有较大的毛刺，齿面有“啃刀”现象；剃齿过程噪音增大；工件公法线长度变动量DFw增大，齿形误差Dff增大，工件径向跳动量显著增加。 6. 剃齿刀刃磨以后没有按要求压顶。由于刃磨使剃齿刀齿厚减薄，为保证其规定齿顶高，必须外磨减小其齿顶圆直径，即压顶。压顶量(单边径向磨量)计算公式如下： C= W1-W2 2sinan7. 式中，W1、W2分别为刃磨前后剃齿刀的公法线长度(mm)，an为剃齿刀分度圆压力角()。 8. 不压顶或压顶不到位，将使剃齿时，剃齿刀齿顶“顶住”工件齿根，易造成剃齿刀在圆周方向刀齿齿顶折断。观察打刀工件，可看到剃痕分布在工件齿根圆弧处，而齿面可能尚未剃削，见图2。图2 剃齿刀需压顶示意三、剃前刀具1. 剃前刀具设计和选用不当 剃前刀具的齿形要为剃齿刀创造良好的切削条件，具体地讲，对剃前齿形或剃前刀具有如下几点要求：剃前齿形的齿高要大于标准齿高，避免剃齿刀工作时外圆触及工件齿根圆，从而破坏剃齿刀和工件的正常啮合。在剃前齿轮的根部做出适当沉割，可以避免剃齿刀齿棱参加切削，增加剃齿的平稳性。为使工件齿棱上不挤出毛刺和改善被剃齿轮的工作平稳性，在剃前齿形的齿顶应修缘。如果剃前没有达到合理齿形(见图3)，这将导致剃齿刀打齿。图3 剃前合理齿形2. 剃前刀具没及时刃磨，导致刀尖触角烧伤，这种刀具加工出来的工件，在齿根圆弧处出现一条凸棱，在剃齿时与剃齿刀的齿棱相顶，易造成剃齿刀打齿。四、剃齿切削用量选用不当1. 剃齿刀的圆周速度越高，其耐用度将越低，更易造成剃齿刀打齿。剃齿时圆周速度推荐值见表1。 表1 剃齿刀圆周速度(m/min)轴交角 工件螺旋角 0 1015 20 25 30 510 145 140 135 130 125 15 130 125 120 115 110 20 115 105 105 100 90表2 剃齿纵向进给量(mm/r)轴交角 工件齿数 1725 2540 4050 50100 710 0.0750.1 0.10.15 0.150.2 0.20.25 1015 0.10.15 0.150.2 0.20.25 0.250.3 15 0.150.2 0.20.25 0.250.3 0.30.352. 单行程径向进给量太大，会使剃齿刀承受的切削负荷过重，易造成剃齿刀打齿。一般径向进给量取0.020.04mm/单行程，再根据总的剃削余量，确定径向进给次数包括光整行程次数。 3. 工作台纵向进给速度过高，也会使剃齿刀承受的切削负荷过重，从而导致剃齿刀打齿。剃齿推荐纵向进给量见表2。 4. 切削液选用不当或流量太小。剃齿要求切削液具有如下三方面的作用：冷却作用；冲走切屑；润滑作用。采用(50%)豆油(或菜籽油)+(50%)20#机油配方，对减少剃齿刀打齿效果较好。另外，为保证切削液充分发挥其作用，切削液流量要尽量大些，而且要定期更换保持洁净。五、其它1. 工作行程调整不当。轴向剃齿时，工作行程长度应略大于工件宽度。一般取L=b+2mn，其中L为工作台的行程长度，b为工件齿宽，mn为被加工齿轮的模数。行程太长时，剃齿刀与工件接触面太小，运行不平稳，易造成剃齿刀打齿。 2. 剃前齿轮没清除切屑。在剃齿时，工件上的大块切屑易阻塞剃齿刀的容屑槽，降低切削刃的切削作用，从而加重刀齿所承受的负荷，易造成剃齿刀打齿。 3. 工件与刀具装夹不当。工件装夹时剃齿夹具中心孔碰伤、不干净等因素会引起工作台顶尖中心线与剃齿刀主轴中心线的平行度超差(一般小于0.01/200mm)，使剃齿过程运行不平稳，易造成剃齿刀打齿；同时要正确安装剃齿刀，各安装配合部位要干净，以免剃齿过程损伤刀齿。根据以上对剃齿刀打齿原因的分析，针对性地采取了预防和纠正措施，如提高剃前齿轮加工精度，改进剃前刀具设计，保证剃齿刀刃磨(包括压顶)质量，在剃齿前增加清洗工序，加强剃齿员工培训工作，提高剃齿机调整技术水平等，取得了良好的效果，不但剃齿刀打齿的现象已基本杜绝，其使用寿命也明显延长，剃齿质量也有明显改善，获得了比较好的技术经济效益。剃齿缺陷“表面质量差”现象的分析 分类： 学习资料 2008-01-05 19:26剃齿时有一种重大的剃齿缺陷即是齿面粗糙度大，一般情况下从节圆到齿顶，有时是全齿面出现一道道沟槽（俗称啃齿）。“啃齿”现象的产生与齿坯的硬度、切削液的选用、切削用量的选用、剃齿刀的设计制造和热处理质量有关。其中最为主要的是剃齿刀的设计制造和热处理质量。“啃齿”现象的产生既可以是在被剃齿轮的双面，也可以是单面。排除齿坯的硬度、切削液的选用、切削用量的选用的影响，如果是剃齿刀的设计制造和热处理质量问题影响，仔细地观察，我们往往可以在剃齿刀的端面发现切削刃变形，采用放大镜观察