第3章 汽车零件表面的加工方法

1、 第三章 汽车零件表面的加工方法 1 汽车零件由不同的典型表面外圆、内孔、平面、螺纹、花键和轮齿齿面等构成。它们都有一定的加工要求。 它们中的大多数表面都需要经过机械加工来获得。 由于不同表面的加工方法繁多，本教材只能介绍一些在汽车零件制造中应用较为广泛的和高生产率的加工方法，也适当介绍一些近些年来新引进的新工艺。 表3.1列举了汽车零件外圆和内孔表面加工中常采用的加工方法和机床设备。234 如阶梯轴加工工艺（说明）：如阶梯轴加工工艺（说明）： 操作者在上下料工位处装上工件，当该工件依次通过钻孔工位、扩孔工位后，即可在一次装夹后把四个阶梯孔在两个位置加工完毕。这样，既减少了装夹次数，又因各工位

2、的加工与装卸是同时进行的，从而节约安装时间使生产率可以大提高。 56如曲轴的加工过程：78第一节 车削、钻削和铰削第二节 铣削、拉削和镗削第三节 磨削第四节 精整、光整加工第五节 齿面的加工9 第一节 车削、钻削和铰削一、车削(一) 普通车削 汽车发动机、变速器、转向机、主减速器等总成中诸多零件各种传动轴、齿轮轴、曲轴和凸轮轴等的回转体回转体都需要进行车削加工。车削车削：是以工件的旋转作为主运动，车刀的移动作为进给运动的 切削加工方法。 10111213数控车削加工14图3.1车削时的切削运动15图3.2切削时合成切削速度16图3.3典型外圆车刀切削部分的构成17切削用量或切削三要素切削用量或

3、切削三要素：切削速度vc 、进给量f、背吃刀量ap 1) 切削速度切削速度vc: 车削加工时，工件以一定的旋转速度旋转，车 刀切削刃选定点（如B点）相对与工件主动运 动的瞬时速度。d w 切削刃选定点的回转直径(mm)；nw 工件（或刀具）转速(r/min)。2)进给量进给量f：车刀在进给方向上相 (mm/r) 对于工件的位移量。 进给量速度进给量速度Vffvfn1000wwcd nv183)背吃刀量背吃刀量ap：在外圆车削时，车刀切削刃与工件接触长度 在同时垂直于主运动和进给运动的方向上的 投影值称为背吃刀量。即工件以加工表面和 待加工表面间的垂直距离。19 如图所示，在汽车零件回转体表面的

4、车削加工中，广泛进行外圆、内孔、端面、螺纹和内、外回转体成形等表面的加工。20 按加工精度和表面粗糙度。车削加工可分为粗车、半精车、精车和精细车。 粗车时的经济精度为: IT12级 IT11级，表面粗糙度为Ra1 2 .56.3 m 半精车时的经济精度为: IT10级 IT8级，表面粗糙度为Ra6.33.2 m 精车时的经济精度为: IT7级 IT8级，表面粗糙度为Ra3.20.8 m 精细车时的经济精度为: IT6级 IT7级，表面粗糙度为Ra0.80.2 m21 汽车零件切削加工中使用的刀具材料有高速钢、硬质合金、立方氮化硼、陶瓷和金刚石等。 目前车刀材料主要有硬质合金和硬质合金涂层刀片。

5、 车削时使用的车刀结构主要整体式、焊接式和机械夹固不重磨的可转位硬质合金车刀等。22二、钻削、铰削(一)钻削钻削 钻削：是用钻孔刀具在实体材料上加工孔的切削加工方法。 23最常用的钻削刀具为麻花钻头，简称为钻头。小直径钻头为直柄钻头，较大直径钻头为锥柄钻头。切削部分有两个主切削刃、两个副切削刃和一个横刃。24 钻孔刀具除了麻花钻头外，还有扁钻、中心钻、深孔钻和复合钻等。在大批大量生产时，为了提高钻削阶梯孔和钻孔及孔口倒角的生产率，经常采用复合钻头。 25使用钻头钻孔时，有两种切削运动方式：a）钻头旋转和轴向进给。 如在立式钻床、摇臂钻床、组合钻床和加工中心上钻孔。b) 工件旋转，钻头轴向进给。

6、 卧式车床和转塔车床上钻孔 钻削精度较低，一般为IT12级 IT11级，表面粗糙度为Ra5012.5 m。26 (二)扩削扩削(扩孔扩孔) 扩孔：是使用扩孔钻对已钻孔、铸孔和锻孔进行孔径扩大的切削 加工方法。 如图3-11所示，扩孔钻也由三部分组成。 与麻花钻头相比：扩孔钻没有横刃，主切削刃(或称刀齿)较多。一般为34主切削刃27 扩孔特点：1）生产率比钻孔高。因无横刃，可避免横刃对切削的不利影响， 可采用较大的进给量。2）加工精度比钻孔高。 IT10级 IT11级，表面粗糙度为Ra6.33.2 m。 扩孔钻常用于扩孔外，还可使用图3-13所示不同结构的锪钻。28 为提高生产率和加工精度还经常

7、采用多阶复合扩孔钻、带导向的扩孔钻和硬质合金扩孔钻。29（三）铰削铰削铰削：是使用铰削刀具从孔壁上切除较小金属层的切削加工 方法。 铰削的刀具称为铰刀，铰刀主要用于对中、小孔中、小孔的半精加工和精加工。也可以加工锥孔。 铰刀齿数较多。铰刀的校准部分在铰孔中起修光加工表面和导向的作用。30图3-16a所示铰刀为立式钻床和组合钻床上常使用的机用铰刀；b所示的锥度铰刀可以加工锥孔。c为手用铰刀31 铰孔特点：1）加工质量较高。 IT7级 IT8级，表面粗糙度为Ra1.60.14m。2） 切削速度低，以避免在铰削时切削刃上产生积屑瘤而影响表面 粗糙度。铰削时进给量较大，是钻孔的35倍。32 第二节 铣

8、削、拉削和镗削一、铣削铣削：以铣刀旋转作为主运动，工件或铣刀作为进 给运动的切削加工方法。 333435图3-18为铣削的典型实例，其中铣削平面在汽车零件的铣削中占有很大比重。361.平面的铣削 在成批大量生产中，箱体零件的加工，主要是用硬质合金焊接夹固硬质合金焊接夹固式面铣刀式面铣刀和硬质合金机硬质合金机夹可转位面铣刀夹可转位面铣刀进行平面的铣削。37 在汽车箱壳体零件的平面铣削加工中使用的机床，主要有立式和卧式升降台铣床、立式单轴及双轴转台式平面铣床、组合铣床和专用铣床。铣削加工特点： 1） 加工质量较好。粗精铣后尺寸精度可达IT9级 IT8级， 表面粗糙度为Ra6.31.6m。 2）生产

9、率也较高。382.曲轴轴颈的铣削 目前，曲轴主轴颈和连杆轴颈的粗加工已广泛采用数控(CNC)曲轴铣床使用硬质合金铣刀进行铣削加工。220cos()( sin )YARRA39二、拉拉削削：是使用拉削刀具进行加工的一种高生产率的加工方 法。以加工圆孔为例，如图所示。 拉刀：拉削的刀具。是一种可加工内、外表面的多齿高效刀具。 40拉削圆孔拉削圆孔 是相邻两刀齿的高度差(半径方向)，即每个刀齿的切削厚度，亦称齿升量。 思考：分析齿坯定位？思考：分析齿坯定位？zf41 拉刀的结构有整体式、装配式、和镶齿式。42 拉削的工艺特点及其应用。 拉削是一种能够保证一定的加工质量和高生产率的加工方法。 高的加工

10、质量高的加工质量：拉削时，在拉刀一次工作行程中完成了粗切、半精切和精切加工；拉削时切削速度一般不高，所以切削时发热少，切削温度低。加上拉刀有修光刀齿、机床传动简单等原因，均有利于获得高的加工质量。 高的生产率高的生产率:拉削时，拉刀作轴向移动，刀刃切削轨迹只等于被加工面的长度，虽然速度低，但比铰、镗时刀刃的螺旋线切削轨迹要短得多，所以拉削加工的生产率高。 因此，拉削是一种能保证良好质量和高生产率的加工方法。它能达到的公差等级为IT7IT8，粗糙度达Ra1.60.4m，因此在大批大量生产中被广泛应用。43 除了拉削圆柱孔外，不同结构的拉刀还可拉削不同形状的孔(如花键孔、多边形孔等)。 在汽车拖拉

11、机制造业中，拉削还广泛用来加工平面，如发动机缸体、连杆和转向节等零件的平面。 拉刀制造成本较高，不适用于大直径孔的加工，一般以孔直径为10 80mm为宜。拉削适于孔深不大于5倍孔径的中小零件加工。44三、镗削镗削：是以镗刀的旋转运动作为主运动，对工件预制孔扩大 的切削加工。 在汽车零件孔的扩大加工中，镗孔占有较大比例。镗削可以在组合镗床、金刚（细）镗床和铣镗加工中心上进行。（一）组合镗床上镗孔根据组合镗床上镗孔可按镗杆与机床主轴的联结方式：可分为刚性主轴镗孔刚性主轴镗孔和浮动联接的导向镗孔浮动联接的导向镗孔两类。454647 特点：一般在组合镗床上镗孔时，孔的尺寸精度可保证 IT7IT8，单导

12、向镗孔时的同轴度精度可达0.020.05mm;孔中心距精度达 （0.020.05）mm;粗糙度达Ra1.60.8m。48（二)细(金刚)镗1.细镗细镗：是使用经过仔细刃磨，几何 角度合适的金刚石或硬质合 金镗刀，在高切削速度和细 小进给量进行镗孔的加工方 法。细镗镗刀的材料：目前普遍采用 硬质合金、人工合成金刚石、 CBN、和陶瓷等超硬材料 492. 细镗的工艺特点 1）切削用量特点是高切削速度、小的背吃刀量和进给量。 2）加工质量高。孔径尺寸精度达IT6IT7和表面粗糙度 Ra0.81.6m) 其原因： 由切削用量特点决定。 金刚镗床的传动精度高。50 细镗对振动的影响很敏感，当附近有重载荷

13、机床工作时，振动会通过地面传来，增大加工表面的粗糙度。细镗时镗杆悬伸，刚性差，为减少振动，常采用消振镗杆，其结构如图4-8所示。51 第三节 磨削 磨削：在磨床上用砂轮切削金属的过程。 磨削是精加工的主要方法之一，在汽车制造业中，磨床约占25%。因此，对淬硬材料的精加工，磨削是常用的方法。此外，磨削容易实现自动化，有利于高效率的生产。525354一、磨削工艺方法（一）磨削加工特点 1）砂轮的磨料硬度高，耐热性好，所以磨削可以加工金属刀具所 不能加工的硬材料。 2）磨削加工能切除极薄极细的切屑，切屑厚度一般只有几微米， 因此，有较强的修正能力，加工精度可达IT6级 IT5级，表面 粗糙度为Ra0

14、.1m。 3）磨削速度高。 4）切削温度高，瞬时最高可达1000C0，因此，磨削表面容易产生 残余应力，容易造成烧伤和产生裂纹。 55（二）磨削加工的分类按加工对象的几何形状可分为：外圆、内圆、平面及成形表面。按工件被夹紧和被驱动的方法可分为：定心磨削和无心磨削。按进给方向可分为：纵向进给和横向进给。按砂轮的工作表面类型可分为：周边磨削、端面磨削和周边-端面磨削。（三）磨床的种类 汽车制造业常用的磨床有普通磨床普通磨床和专用磨床专用磨床。 普通磨床包括：外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、无心磨床等。 专用磨床包括：凸轮轴磨床、曲轴磨床、十字轴磨床等。56一、普通磨床磨削工件(一)磨外圆 1.纵向进

15、给磨外圆(如图4-9) 工艺特点工艺特点：纵向进给磨外圆，因每次往复运动后的切削深度 小，切削力小，而且还有光磨，所以加工精度较 高，表面粗糙度较小; 但由于工作行程次数多， 所以生产率较低。应用应用：主要用来磨削轴类零件的较长外圆表面。图4-9 纵向进给磨外圆57 2.横向进给磨外圆(图4-10) 工艺特点：横向进给磨外圆时，工件除了旋转外，没有纵向往复运 动。这种方法生产率高。将砂轮修整成一定形状，则可 以磨削成形表面。 应用：横向进给磨外圆主要用于加工短而刚性好的零件表面。如 果采用宽砂轮，也可以磨较长的轴颈。目前我国已有宽砂 轮专用外圆磨床，砂轮宽度达300mm。 大量生产中为了缩短辅

16、助时间、提高生产率，外圆磨削常实现自动化。图4-12为自动化磨削外圆的工作简图。图4-10 横向进给磨外圆58 图4-12 外圆磨削自动工作循环示意图1-工件 2-储料器 3-推料杆 4-回转送料器 5-顶尖 6-气缸 7-棘轮 8-棘爪 9-滑道59(二)磨平面1.周面磨法磨平面(图4-13a, b) 周面磨法:是用砂轮的圆周表面进行磨削。 工艺特点工艺特点：砂轮与工件的接触面小，因此发热少，散热快，排屑 和冷却情况良好，可达到较高的加工精度和较小的表 面粗糙度，但效率较低。 应用应用：主要用于成批生产中加工薄片小件。602.端面磨法磨平面(图4-13c, d) 端面磨法：是用砂轮的端面进行

17、磨削。 工艺特点工艺特点：1)磨头刚度好，采用较大的磨削用量。又因磨削面积 大，故生产率高。 2)因砂轮与工件接触面积大，散热及冷却困难，且砂 轮端面各点的圆周速度不同，使砂轮磨损不均匀， 故加工精度低，表面粗糙度大。 应用应用：大量生产中，对于毛坯制造比较精确的零件，也有用此法 代替铣削进 行粗加工，如连杆两端面、活塞环两端面的粗 加工。61(三)磨内孔 磨孔一般在内圆磨床上进行。 工艺特点工艺特点： 1)磨孔时，砂轮直径受孔径尺寸的限制,虽然内圆磨削砂轮转速 一般比外圆磨削的高，但磨孔时的磨削速度却比磨外圆时低 得多。 2)由于磨削速度低，表面粗糙度就大，生产率也不如外圆磨削。 3)此外，

18、内圆砂轮轴径受孔径的限制，刚性差，也影响了内圆磨 的质量和生产率。 应用应用： 内圆磨削尽管有上述缺点，但对于淬硬零件，磨孔仍然 是内孔精加工的主要方法。断续的内圆表面(如花键孔)以 及不通孔，也常采用磨孔作为精加工。62三、无心磨削工作原理及应用无心磨削：即工件不需顶尖夹持，只靠工件加工面放在砂轮和导轮 中间的支承板上就可进行的磨削(图4-16)。63无心磨削时，必须满足下列条件: 1) 工件和导轮间的摩擦力应足以带动工件旋转；而工件和砂轮之 间应有相对滑动以便进行切削。 2) 导轮须倾斜a角。当导轮以速度vd旋转时，它分解成 vw = vd cosa va = vd sina 粗磨时。取3

19、060，精磨时取1030。 3) 导轮的表面应修整成双曲线回转体的形状。 4) 为使工件被磨成圆形，工件中心应高出砂轮和导轮的连心线， 抬高值H与工件直径有关。641.纵向进给磨削法 不带台阶的零件，如活塞销和衬套等。2.横向进给磨削法 当零件有台肩、凸端或典它形状的阶梯(如气门、用横向进给磨削(图4-19)。65 无心磨削的工艺特点：无心磨削的工艺特点： 1)无心磨削的工序不需装夹，采用纵向进给磨法可以连续进行加 工，辅助 时间接近于零，且容易实现自动化，因此生产率高。 2)无心外圆磨削时，由于机床工具工件系统刚度高，而且工 件不会产生 安装在顶尖或夹具上所引起的误差，因此加工精 度高，公差

20、等级IT5IT6，表面粗糙度一可达Ra1.250.16m 3)无心外圆磨削时，以工件外圆本身定位，因此不能保证零件外 圆表面的位置精度。无心磨削前，工件必须具有一定的精度， 否则，有形状误差的工件表面在磨削后会产生棱柱形。 4)对于断续表面(如花键轴和单键槽)，不能在无心磨床上加工。 66四、高速磨削和超高速磨削高速磨削：是指磨削速度为50150m/s的磨削，超高速磨削：磨削速度超过150m/s的磨削。优点： (1)提高生产率 (2)提高加工质量 (3)提高砂轮耐用度 67 第四节 精整、光整加工 精整、光整加工是在精加工之后，从工件表面上切除或不切除极薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精

21、度，减小表面粗糙度的方法。一、珩磨珩磨珩磨：是用磨粒很细的油石在一定压力下，低速进行的光整加工 方法，多用于加工圆柱孔，早在1929年就在汽车制造业中 开始应用。 68 1.加工原理 珩磨孔用的工具称珩磨头，其结构有很多种，图4-24为一种简单的珩磨头。 珩磨头工作时有两种运动:旋转运动和轴向往复运动。由于两种运动的结果，油石上每颗磨粒在工件孔壁上磨出左右螺旋形的交叉痕迹(图4-25)。图图4-25 4-25 珩磨时磨粒的运动轨迹珩磨时磨粒的运动轨迹 图图4-24 4-24 珩磨头珩磨头1-1-螺母螺母 2-2-弹簧弹簧 3-3-调整锥调整锥 4-4-油石油石 5-5-磨头体磨头体 6-6-垫

22、块垫块 7-7-顶销顶销 8-8-弹簧弹簧692.珩磨的工艺特点及应用 工艺特点工艺特点 1)能获得较小的表面粗糙度和高的加工精度 珩磨时，由于在工件表面形成螺旋形的交叉痕迹，能获得Ra0.080. 63m的表面，又由于珩磨头的结构具有很大的径向刚度，因此工作平稳，不会出现振动。且余量很小，冷却润滑充分，因此切削温度低，加工表面破坏层浅，这都有利于获得高的尺寸精度(可达IT6IT7级) 。 2)珩磨时，由于余量很小，为保证切削时余量均匀，珩磨头和机床主轴是浮动连接的，所以珩磨不能修正被加工孔轴线的位置误差与直线度误差。 应用应用 应用范围很广，主要用于下列零件的光整加工：发动机气缸孔、气缸套及

23、主轴承座孔、连杆大头孔、各种液压装置的铸铁套和钢套的孔等的最终加工。70 发动机缸孔表面粗糙度是影响发动机燃油消耗率和寿命的重要因素。一般而言，缸孔表面粗糙度越小，越好，但加工不易获得且费用高。实验表明，平顶珩磨工艺能够满足上述要求。平顶珩磨：是一种珩磨新工艺。工作过程的两个阶段：工件在一次安装中 先后完成粗精珩加工。 特点：特点：1）加工痕迹交叉角2为300600。2）表面的微观轮廓曲线为宽度不等的平顶与 浅沟，平顶表面支承载荷，浅沟储存润滑油。3）平顶珩磨表面粗糙度一般为Ra0.51.25m。4）平顶面积比率为50%80%。 实践证明，具有这样网状的平顶表面，其承载能力比通常珩磨的表面要大

24、，沟槽有储存足够润滑油的作用。 因此，大大减小缸孔表面的磨损，可减少燃油消耗，提高机器零件的寿命。71二、超精加工 超精加工：是用细粒度磨条或砂带进行微量磨削的一种精整、光 整加工方法。 加工原理：外圆的超精加工如图4-31a所示。 工件以较低的速度旋转，磨具以500-800次/min的频率左右摆动。同时，磨具还作纵向进给运动。磨具对工件表面有压力，靠上面的弹簧来实现。加工过程中，使用一定粘度的冷却润滑液。72 磨具上每个磨粒都在工件表面上刻划出极细微的且不重复的复杂轨迹(图4-31b)，这些轨迹相互交错，使工件表面的全部凸峰被切掉，剩下的只是不明显的凹痕，这就是超精加工能获得很小表面粗糙度的

25、主要原因。 超精加工过程要充分冷却，在加工初期冷却液的作用是冲洗切削和脱落的磨粒，使切削正常进行。在最后冷却液形成油膜，切削作用自动停止。 超精加工主要减小工件表面的粗糙度，可Ra0.010.08m或更小些。工件所要求的精度则应由前工序保证。 车削所得表面的实际接触面积约为10%，磨削后为20%，超精加工后实际接触面积可达80%。 应用： 超精加工在汽车制造业中被用来加工很多零件，如曲轴和凸轮轴的轴颈等。73 第五节 齿面的加工 汽车变速器和驱动桥使用的齿轮，可分为圆柱齿轮和锥齿轮两大类。它们主要用于传递大的扭矩，其齿廓多为渐开线形。一、圆柱齿轮齿面的加工 圆柱齿轮齿面加工分为切削加工切削加工

26、和无屑加工无屑加工两类。齿面切削加工： (成形法拉齿滚齿 预加工插齿齿面切削加工剃齿 热前精加工展成法珩齿磨齿 热后精加工研齿轧齿 热轧齿、冷轧齿)齿面无屑加工冷挤齿(精轧齿)精密锻造齿轮齿轮轮齿齿面加工74 一般，切削加工6级精度和7级精度盘状齿轮，多采用的工艺方案为：滚齿或插齿 热处理 精磨定位基面（内孔和轮毂端面） 磨齿。 对于不便磨齿7级精度齿轮，可采用滚齿或插齿 剃齿（或冷挤压） 热处理 精磨定位基面 珩齿。加工圆柱齿轮的两种常用的工艺： 75 成形法拉齿成形法拉齿：是使用拉刀加工内、外齿轮齿面的一种方法。 刀具切削刃的形状与被加工齿轮齿槽形状相同，故所使用的刀具称为成形刀具。工作原

27、理：工艺特点及应用： 拉齿加工精度取决于刀具制造精度和切削方式等因素，一般可达到7级精度，齿面粗糙度为Ra3.21.6m 。由于拉刀制造复杂和成本高，拉齿只适用于大量生产同步器齿轮轮齿和内花键齿形的加工。 图4-33 用筒形拉刀拉削外齿轮示意图 a)用筒形拉刀拉齿示意图 b)一片刀圈 c齿廓的切削方式齿厚层剥法1-刀圈 2-工件 3-导向套 4-粗切径向层剥5-精切齿厚层剥 z-刀圈定位槽76展成法切削齿面展成法切削齿面：是利用一对齿轮副啮合原理进行加工的。 为什么说在汽车齿轮加工中，展成法切削圆柱齿轮齿面被广泛应用？ 因为使用模数和压力角相同的一把刀具，可以切 制不同齿数的齿轮。 它既可以切

28、削标准的直齿、斜齿圆柱齿轮，也可 以切削变位齿轮，并获得一定的齿轮精度。 77(一)圆柱齿轮齿面的预加工1.滚齿：是应用交错轴斜齿轮副啮合原理进行切削齿面的。1）加工原理 滚齿加工是由一对交错轴斜齿轮啮合传动原理演变而来的。当滚刀与工件按确定的关系强制相对运动时，滚刀的切削刃便在工件上滚切出齿槽，形成渐开线齿面。 78 滚刀是一个齿数很少，螺旋角很大的斜齿圆柱齿轮，通常称为渐开线蜗杆。由于渐开线齿轮滚刀制造困难，常采用较容易制造的轴截面为直线齿轴截面为直线齿廓的阿基米德滚刀廓的阿基米德滚刀或法截面为法截面为直线齿廓的滚刀直线齿廓的滚刀来代替。 轮齿齿廓是由有限个切削刃包络线形成的，所以轮齿齿廓

29、并非光滑的渐开线，而是由有限个折线构成，齿廓存在齿形误差。因此，滚齿是近似的加工。 792) 滚刀的安装 滚齿时，滚刀和被加工齿轮必须保持正确的安装位置。滚刀安装角 被切削齿轮螺旋角 滚刀导程角 两者反旋时取“+”号，同旋时取“-”号。wozwoz803）滚齿时的运动(1)切削运动 n0。(2)分齿运动。滚刀和被加工齿轮之间的旋转运动，必须严格保持齿轮副 啮合的传动关系。由于滚刀和被加工齿轮的啮合传动关系 是由机床传动链强制保证的，故称为强制啮合的展成法切齿。(3)轴向进给运动 f。 以在整个齿宽上切削出渐开线齿面。 00wwnzinz81(4)附加运动。当加工斜齿轮时，在实现展成运动的同时，

30、还应该有个附 加旋转运动 。wn822.插齿1）工作原理：插齿是利用平行轴齿轮副啮合原理进行加工齿面。 图4-38 插齿原理和齿廓的形成1-插齿刀 2-假想齿轮 3-齿坯(工件)832)插齿时的运动(1)切削运动 vc(2)分齿运动(3)径向进给运动 fr (4)让刀运动 e00wwnzinz843.滚齿和插齿的比较滚齿和插齿可以从下面三个方面进行比较。1）在加工质量方面 滚齿后的齿轮运动精度高，但齿形精度较低，齿面粗糙度也较大。2）在生产率方面 从图4-40可以看出，一般切削小模数齿轮时，由于滚齿时滚刀切入量L1较长，其工作行程L就长，其生产率较插齿低。但切削中等以上模数齿轮或叠加的多个齿轮

31、时，应插齿时插齿刀返向空形程损失大，滚齿的生产率比插齿约高1.52倍。853）在应用方面 汽车齿轮厂中，粗加工一般采用滚齿，因其运动精度高，齿形误差、表面粗糙度可在后续精加工中减小； 插齿通用性好。 所以广泛采用滚齿，而插齿一般只作为滚齿的一个补充，用于不能或不便滚齿的场合。86(二)圆柱齿轮齿面的精加工 热处理前的精加工轮齿有剃齿、冷挤齿。1.剃齿 1）工作原理）工作原理剃齿剃齿：是用剃齿刀，利用交错轴斜齿轮副啮合原理，对未淬 硬齿轮齿面进行精加工的一种切削加工方法。 剃齿刀为一高精度变位斜齿轮斜齿轮圆柱齿轮，为形成 切削刃，在齿面上沿渐开线方向开有若干容屑槽。87 图4-42 剃齿原理 a

32、)剃齿运动 b)剃齿刀 c)容屑槽1-剃齿刀 2-被剃齿轮 3-可摆动工作台 4-靠模 5-滚子 6-切削刃 7-容屑槽 88 加工时，剃齿刀装在剃齿机主轴上，被剃齿轮装在工作台上两顶尖之间，两者轴线间的夹角为： 分别表示被剃齿轮和剃齿刀节圆处的螺旋角。 两者螺旋方向相同时取“+”号，相反时取“-”号。 0w 0w、89 剃齿时，在一定的径向压力作用下，剃齿刀带动被剃齿轮转动，形成无侧隙的自由啮合传动，故剃齿亦称为自由啮合传动的自由啮合传动的展成法剃齿展成法剃齿。 根据交错轴斜齿轮副啮合传动特点知道，理论上它们是点啮合。 在剃齿刀和被剃齿轮相啮合齿面上沿螺旋线的切线方向存在相对滑动速度vp，就

33、是剃齿时的切削速度。图4-43剃齿时的切削速度 图4-44 齿面上啮合点的轨迹902）剃齿过程中的运动）剃齿过程中的运动 按剃齿时被剃削齿轮的进给方向，常采用的剃齿方法有轴向剃齿、对角剃齿、切向剃齿和径向剃齿。采用轴向剃齿的运动如下： (1)切削运动 vp即为切削速度，剃齿刀高速正反旋转，以剃 削被剃齿轮的两齿面。 (2)轴向进给运动 vf 剃削整个齿宽 (3)径向(垂直)进给运动 为切去全部加工余量 剃齿时工作台轴向往复进给形成分切削行程和光整行程。 剃齿是自由啮合传动的展成法加工，不能修正运动精度误差，但能修正齿形误差和齿向误差。因此，剃齿前多采用滚齿。 剃齿过程是切削和挤压的综合过程。 因为刀刃无后角，这条曲线上的切削刃先后参加切削中，刀后面便产生挤压被剃齿面的现象。rf91 3）齿廓中凹齿廓中凹 生产实践表明，采用理论正确的渐开线齿廓的剃齿刀，不能剃出准确的渐开线齿廓，经常出现在节圆附近齿廓凹入深度约为0.010.03mm左右。 产生的原因：1)在节圆处接触点少，压强大，切削量也大;2)剃齿刀在节圆附近的相对滑移速度小，这意 味着切屑变形和切削力传递时间加长，使剃 齿刀多剃去一些金属。 若要纠正这一缺陷，必须对剃齿刀齿进行相应修正。图图4-46 4-46 剃齿时齿廓中凹剃齿时齿廓中凹 及其原因的分析及其原因的分析92 在汽车拖拉机变速器(箱)内内齿轮，由于装配误差和载