成型表面加工

机械制造技术 主讲教师 海燕 第一章典型表面的加工工艺 1 成型表面加工 齿形加工 圆柱齿轮的加工工艺过程一般为 热处理 齿部热处理 齿形加工 定位面精加工 齿坯加工 毛坯制造 齿形精加工 齿形加工 齿轮运动精度 要求齿轮在一转内 最大转角误差不超过一定限度 保证从动件与主动件运动协调准确 齿轮工作平稳性 要求齿轮传动瞬时传动比的变化不能过大 齿面的接触精度 啮合齿的接触部位占齿面的比例大小 传动侧隙 齿轮啮合时 非工作齿面间应具有一定间隙 齿轮的技术要求 级以下精度的齿轮不淬硬齿轮 滚齿 或插齿 淬硬齿轮 滚齿 或插齿 齿端加工 齿面热处理 修正内孔6 7级精度的齿轮 滚齿 齿端加工 剃齿 表面淬火 修正基准 珩齿 滚齿 齿端加工 渗碳淬火 修正基准 磨齿 5级精度以上的齿轮 一般采用磨齿 齿形加工方案选择 加工方案的选择取决于齿轮的精度等级 生产批量和热处理方法 成形法 用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿形 如铣齿 拉齿和成型磨齿等 展成法 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动 工件的齿形由刀具的切削刃包络而成 如插齿 滚齿 剃齿 磨齿和珩齿等 3 齿形加工方法 齿形加工方法 成形法 展成法 1 插齿 插齿就是用插齿刀在插齿机上加工齿轮的齿形 插齿的工作原理 插齿加工相当于把一对啮合的直齿圆柱齿轮中的一个齿轮的齿磨制成具有前 后角的刀刃 然后 以该齿 齿轮作为插齿刀进行加工 当插齿刀与相啮合的齿轮毛坯之间强制保持一对齿轮啮合的传动比关系时 就能切削出齿形来 插齿的运动 主运动 插齿刀的往复直线运动分齿 展成 运动 插齿刀与工件间保持一对齿轮传动的啮合关系的运动 插齿刀的齿数为 z刀 工件齿数为z工 插齿刀转速为n刀 工件转速为n工 两者的啮合关系 n工 n刀 z刀 z工径向进给运动 为逐步切至全齿深 插齿刀应有径向进给运动 让刀运动 在插齿刀向上运动时 工作台带动工件从径向退离切削区一段距离 当插齿刀在工作行程时 工件又恢复原位 滚齿相当于一对螺旋圆柱齿轮传动 a 一个齿轮的齿数减少到1 2个齿 螺旋升角减小而螺旋角加大到接近90 该齿轮就转变为蜗杆 b 在蜗杆纵向切若干槽并加工出前后角等 该蜗杆就成为滚刀 c 2 滚齿 滚齿的工作原理 滚齿的运动主运动 滚刀的旋转运动 分齿 展成 运动 即保持滚刀与被切齿轮之间啮合关系的运动 如果滚刀的头数为k 一 般k 1 4 被切齿轮的齿数为z 则滚刀转速n刀与被切齿轮转速n工之间 应严格保证如下关系 n工 n刀 k z轴向进给运动 滚刀沿工件轴向作进给运动 滚齿与插齿的比较用滚齿法加工齿轮 可以获得较高的运动精度 用插齿法加工齿轮的齿形精度比滚齿高 滚齿的生产率一般比插齿高 但对于模数较小 齿圈较薄的小齿轮 以及扇形齿轮 插齿的生产率比滚齿高 滚齿的通用性比插齿好 用一把滚刀可以加工模数和压力角相同的直齿轮和任意螺旋角的斜齿轮 还可以加工蜗轮 而插齿则不能 但是按展成法加工齿轮距离较近的多联齿轮 以及加工内齿轮 人字齿轮 齿条 带凸台的齿轮等 只能用插齿法加工 3 齿形的精加工 剃齿剃齿是利用一对交错轴螺旋齿轮啮合的原理 盘形剃齿刀实质上是一个高精度的螺旋齿轮 加工时工件2装在工作台 上的顶尖间 由装在机床主轴上的剃齿刀1带动自由转动 剃齿刀与工件的轴线在空间交叉一个角度 当剃齿刀回转时 其圆周速度 可分解为两个分速度 与轮齿方向垂直的法向分速度 n 带动工件旋转 与轮齿方向平行的齿向分速度 t 使两啮合齿面产生相对滑移 剃齿刀在 t和一定压力的作用下 从工件的齿面上剃下很薄的切屑 珩齿珩齿原理与剃齿相似 珩轮与工件呈一对螺旋齿轮无侧隙的紧密啮合 珩轮回转时的圆周速度 可分解为法向分速度 n 以带动工件回转 齿向分速度 t 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动速度 t 磨去工件齿面上的微薄金属 两者的主要区别就是刀具不同 以及珩磨轮的转速比剃齿刀要高 磨齿 磨齿有仿形法和展成法两类 碟形砂轮