机械制造工艺装备齿轮刀具ppt课件

1、四、齿轮刀具四、齿轮刀具第二节第二节 金属切削刀具金属切削刀具第三章第三章 机械加工工艺配备机械加工工艺配备齿轮滚刀齿轮滚刀教教学学内内容容四、齿轮刀具四、齿轮刀具插齿刀插齿刀二二一一三三齿轮刀具的种类齿轮刀具的种类剃齿刀剃齿刀四四 1 1掌握滚刀的根本蜗杆、类型、构造及选掌握滚刀的根本蜗杆、类型、构造及选用；用； 2 2掌握插齿刀的类型及选用。掌握插齿刀的类型及选用。教教学学要要求求四、齿轮刀具四、齿轮刀具 滚刀、插齿刀的选用。滚刀、插齿刀的选用。教教学学重重点点四、齿轮刀具四、齿轮刀具齿齿形形加加工工方方法法概概述述齿形加工方法概述齿形加工方法概述1.无切削加无切削加工工铸铸造造2.切削加

2、工切削加工铣铣齿齿热热轧轧冷冷挤挤注注塑塑插插齿齿滚滚齿齿剃剃齿齿精度低，用于矿山机械和农用机械。精度低，用于矿山机械和农用机械。可轧制直齿、螺旋齿和人字齿的外可轧制直齿、螺旋齿和人字齿的外圆柱齿轮、锥齿轮及链轮等。圆柱齿轮、锥齿轮及链轮等。精度高，适用于小模数齿轮的加工。精度高，适用于小模数齿轮的加工。用于工程塑料齿轮的制造。用于工程塑料齿轮的制造。消费率高、资料消费率高、资料耗费小、本钱低耗费小、本钱低高精度要求的齿轮加工的主要方法高精度要求的齿轮加工的主要方法资料耗费大、资料耗费大、本钱高本钱高磨磨齿齿四、齿轮刀具四、齿轮刀具齿形加工原理齿形加工原理按齿轮齿廓的成按齿轮齿廓的成形原理不同

3、，齿形原理不同，齿轮的切削加工可轮的切削加工可分为分为成形法成形法展成法展成法齿齿形形加加工工原原理理 成形法是利用与被加工齿轮齿槽法面截形相成形法是利用与被加工齿轮齿槽法面截形相一致的刀具，在齿坯上逐个切出齿形。一致的刀具，在齿坯上逐个切出齿形。1.1.成形法成形法1 1加工原理加工原理常用的成常用的成形法加工形法加工齿轮的方齿轮的方法有法有铣齿铣齿拉齿拉齿刨齿刨齿成形法磨齿成形法磨齿齿齿形形加加工工原原理理指形齿轮铣刀铣齿指形齿轮铣刀铣齿齿齿形形加加工工原原理理盘形齿轮铣刀铣齿盘形齿轮铣刀铣齿成形法铣齿成形法铣齿齿齿形形加加工工原原理理成形法铣齿成形法铣齿盘形齿轮铣刀铣齿盘形齿轮铣刀铣齿齿

4、齿形形加加工工原原理理成形法铣齿的加工特点成形法铣齿的加工特点 1 1消费率低。一次只能加工齿轮的一个齿槽。加消费率低。一次只能加工齿轮的一个齿槽。加工完分度。工完分度。2 2刀具机床构造简单。盘状成形齿轮铣刀，用在刀具机床构造简单。盘状成形齿轮铣刀，用在普通卧式铣床上铣齿。指状成形齿轮铣刀，用在普普通卧式铣床上铣齿。指状成形齿轮铣刀，用在普通立式铣床上铣齿。通立式铣床上铣齿。3 3加工精度低。加工精度低。IT9IT12IT9IT12级，级， Ra 6.33.2m Ra 6.33.2m 。齿齿形形加加工工原原理理成形法铣齿的适用范围成形法铣齿的适用范围 1 1单件小批消费或修配中加工直齿圆柱齿

5、轮；单件小批消费或修配中加工直齿圆柱齿轮；2 2修配中加工斜齿轮；修配中加工斜齿轮； 3 3加工低精度的锥齿轮。加工低精度的锥齿轮。齿齿形形加加工工原原理理成形法磨齿成形法磨齿 展成法是利用一对齿轮啮合的原理进展加工展成法是利用一对齿轮啮合的原理进展加工的，齿轮啮合副中的一个作为刀具，另一个作为的，齿轮啮合副中的一个作为刀具，另一个作为工件，并强迫刀具和工件做严厉的啮合运动，在工件，并强迫刀具和工件做严厉的啮合运动，在运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐渐包络出工运动过程中，刀具齿形的运动轨迹逐渐包络出工件的齿形。件的齿形。齿齿形形加加工工原原理理2.展成法展成法常用的展成常用的展成法加工齿轮法加

6、工齿轮的方法有的方法有滚齿滚齿插齿插齿剃齿剃齿珩齿珩齿磨齿磨齿齿齿形形加加工工原原理理滚齿滚齿齿齿形形加加工工原原理理插齿插齿齿齿形形加加工工原原理理剃齿剃齿齿齿形形加加工工原原理理磨齿磨齿蜗杆砂轮磨齿蜗杆砂轮磨齿蝶形砂轮磨齿蝶形砂轮磨齿齿齿形形加加工工原原理理展成法加工齿形展成法加工齿形 加工特点：加工特点：1 1同一把刀具可加工同一模数、不同齿数的一切同一把刀具可加工同一模数、不同齿数的一切齿轮。齿轮。2 2消费率高。延续分度，延续切削。消费率高。延续分度，延续切削。3 3加工精度高。多用。加工精度高。多用。一齿轮刀具的种类一齿轮刀具的种类1.成形法齿轮刀具成形法齿轮刀具齿齿轮轮刀刀具具的

7、的种种类类四、齿轮刀具四、齿轮刀具常用的成形常用的成形法齿轮刀具法齿轮刀具成形齿轮铣刀成形齿轮铣刀齿轮拉刀齿轮拉刀齿轮刨刀齿轮刨刀成形磨齿砂轮成形磨齿砂轮常用的是成形齿轮铣刀。常用的是成形齿轮铣刀。成形齿轮铣刀成形齿轮铣刀盘形齿轮铣盘形齿轮铣刀刀指形齿轮铣刀指形齿轮铣刀成成形形齿齿轮轮铣铣刀刀加工模数加工模数m8mm的小齿轮的小齿轮加工模数加工模数m8mm的大齿轮的大齿轮齿齿轮轮刀刀具具的的种种类类盘形齿轮铣刀盘形齿轮铣刀齿齿轮轮刀刀具具的的种种类类指形齿轮铣刀指形齿轮铣刀齿齿轮轮刀刀具具的的种种类类8 8把一套的盘形齿轮铣刀刀号及加工齿数范围把一套的盘形齿轮铣刀刀号及加工齿数范围 刀号刀号1

8、 12 23 34 45 56 67 78 8加工齿轮加工齿轮范围范围1212131314141616171720202121252526263434353554545555134134135135以以上上 每种刀号的齿轮铣刀刀齿外形均按加工齿数范每种刀号的齿轮铣刀刀齿外形均按加工齿数范围中最少齿数的齿形设计。所以，在加工该范围内围中最少齿数的齿形设计。所以，在加工该范围内其它齿数的齿轮时，会有一定的齿形误差产生。其它齿数的齿轮时，会有一定的齿形误差产生。成形齿轮铣刀成形齿轮铣刀齿齿轮轮刀刀具具的的种种类类 为减少刀具的数量，同一模数的齿轮铣刀按其为减少刀具的数量，同一模数的齿轮铣刀按其所加工

9、的齿数通常制成所加工的齿数通常制成8 8把一套准确的把一套准确的1515把一套把一套，每种铣刀用于加工一定齿数范围的一组齿轮。，每种铣刀用于加工一定齿数范围的一组齿轮。2. 展成法齿轮刀具展成法齿轮刀具齿齿轮轮刀刀具具的的种种类类常用的展成常用的展成法齿轮刀具法齿轮刀具齿轮滚刀齿轮滚刀插齿刀插齿刀剃齿刀剃齿刀 齿轮滚刀相当于一个齿数少、螺旋角大的斜齿齿轮滚刀相当于一个齿数少、螺旋角大的斜齿圆柱齿轮。其轮齿很长，可以绕轴几圈，因此成为圆柱齿轮。其轮齿很长，可以绕轴几圈，因此成为蜗杆外形。滚刀的切削刃位于这个相当于斜齿圆柱蜗杆外形。滚刀的切削刃位于这个相当于斜齿圆柱齿轮的蜗杆螺旋面上，这个蜗杆就称

10、之为齿轮滚刀齿轮的蜗杆螺旋面上，这个蜗杆就称之为齿轮滚刀的根本蜗杆。的根本蜗杆。 根本蜗杆螺旋面的旋向不同，有右旋滚刀和左根本蜗杆螺旋面的旋向不同，有右旋滚刀和左旋滚刀。旋滚刀。二齿轮滚刀二齿轮滚刀1.滚刀的根本蜗杆滚刀的根本蜗杆齿齿轮轮滚滚刀刀 齿轮滚刀可对直齿、斜齿圆柱齿轮进展粗或精齿轮滚刀可对直齿、斜齿圆柱齿轮进展粗或精加工，消费率较高，运用最广泛。加工，消费率较高，运用最广泛。11前刀面前刀面 22顶刃顶刃 3 3、44侧刃侧刃55顶后刀面顶后刀面 6 6、77侧后刀面侧后刀面1.滚刀的根本蜗杆滚刀的根本蜗杆齿齿轮轮滚滚刀刀1.滚刀的根本蜗杆滚刀的根本蜗杆齿齿轮轮滚滚刀刀 实际上加工渐

11、开线齿轮的滚刀的根本蜗杆是实际上加工渐开线齿轮的滚刀的根本蜗杆是渐开线蜗杆，端面齿形是渐开线，齿侧外表为渐渐开线蜗杆，端面齿形是渐开线，齿侧外表为渐开螺旋面。但它的轴向齿形是曲线，所以在检验开螺旋面。但它的轴向齿形是曲线，所以在检验时比较困难，齿侧面铲齿时，轴向是曲线，因此，时比较困难，齿侧面铲齿时，轴向是曲线，因此，必需进展轴向铲齿，所以消费中很少用。必需进展轴向铲齿，所以消费中很少用。 实践上，消费中采用近似齿形滚刀。即：阿实践上，消费中采用近似齿形滚刀。即：阿基米德蜗杆滚刀和法向直廓蜗杆滚刀。基米德蜗杆滚刀和法向直廓蜗杆滚刀。1.滚刀的根本蜗杆滚刀的根本蜗杆齿齿轮轮滚滚刀刀 阿基米德蜗杆

12、的端面齿形为阿基米德螺旋线，阿基米德蜗杆的端面齿形为阿基米德螺旋线，轴剖面为直线，齿侧外表为阿基米德螺旋面。易加轴剖面为直线，齿侧外表为阿基米德螺旋面。易加工、多用。工、多用。 法向直廓蜗杆的端面齿形为延伸渐开线法剖面法向直廓蜗杆的端面齿形为延伸渐开线法剖面齿形为直线。齿形为直线。 用近似齿轮滚刀切出的齿轮齿形，虽然实际上用近似齿轮滚刀切出的齿轮齿形，虽然实际上不是渐开线，但误差可控制很小，特别是阿基米德不是渐开线，但误差可控制很小，特别是阿基米德蜗杆滚刀多用。蜗杆滚刀多用。整体式整体式镶齿式镶齿式2.滚刀的根本构造滚刀的根本构造11刀体；刀体；22刀片；刀片；33端盖端盖小模数滚刀小模数滚刀

13、大模数滚刀大模数滚刀 滚刀的两端面与滚刀轴线相垂直；滚刀孔径有平行滚刀的两端面与滚刀轴线相垂直；滚刀孔径有平行于轴线的键槽，用来传送扭矩。于轴线的键槽，用来传送扭矩。齿齿轮轮滚滚刀刀齿齿轮轮滚滚刀刀整体式滚刀整体式滚刀 滚刀外径是一个很重要的构造尺寸，它直接影滚刀外径是一个很重要的构造尺寸，它直接影响其它构造参数的合理性、切削过程的平稳性、滚响其它构造参数的合理性、切削过程的平稳性、滚刀精度和耐用度、滚刀的制造工艺性和加工齿轮的刀精度和耐用度、滚刀的制造工艺性和加工齿轮的外表质量。外表质量。 滚刀分为两大系列：大外径系列滚刀分为两大系列：大外径系列型和小型和小外径系列外径系列型。前者用于高精度

14、滚刀，后者用型。前者用于高精度滚刀，后者用于普通精度滚刀。于普通精度滚刀。 3.滚刀的几何参数滚刀的几何参数 滚刀的几何参数有：外径、孔径、长度、头数、滚刀的几何参数有：外径、孔径、长度、头数、圆周齿数。圆周齿数。1 1齿轮滚刀的外径与孔径齿轮滚刀的外径与孔径齿齿轮轮滚滚刀刀 确定滚刀最小长度满足两个要求：一是能完好地包络出确定滚刀最小长度满足两个要求：一是能完好地包络出齿轮的齿廓；二是滚刀两端边缘的刀齿不应负荷过重。齿轮的齿廓；二是滚刀两端边缘的刀齿不应负荷过重。 思索以下要素对长度值进展修正：思索以下要素对长度值进展修正： 1 1为了使两端不完好的刀齿不参与切削，应加长滚刀。为了使两端不完

15、好的刀齿不参与切削，应加长滚刀。 2 2为使滚刀磨损均匀，应思索轴向窜刀所必需的长度添为使滚刀磨损均匀，应思索轴向窜刀所必需的长度添加量。加量。 3 3轴台的长度是检验滚刀安装能否正确的基准，通常不轴台的长度是检验滚刀安装能否正确的基准，通常不小于小于4 45mm5mm。 2 2齿轮滚刀的长度齿轮滚刀的长度齿齿轮轮滚滚刀刀 滚刀的螺纹头数对滚齿消费率和加工精度滚刀的螺纹头数对滚齿消费率和加工精度都有重要影响。都有重要影响。 采用多头滚刀时，参与切削的齿数添加，采用多头滚刀时，参与切削的齿数添加，消费效率比单头滚刀高。但多头滚刀螺旋升角消费效率比单头滚刀高。但多头滚刀螺旋升角大，设计制造误差添加

16、，铲磨时很难保证精度大，设计制造误差添加，铲磨时很难保证精度，加之多头滚刀各螺纹之间存在分度误差，所，加之多头滚刀各螺纹之间存在分度误差，所以多头滚刀的加工精度较低，普通适用于粗加以多头滚刀的加工精度较低，普通适用于粗加工。工。3 3齿轮滚刀的头数齿轮滚刀的头数齿齿轮轮滚滚刀刀 圆周齿数影响切削过程的平稳性、齿面圆周齿数影响切削过程的平稳性、齿面加工质量和滚刀的运用寿命。齿数添加，切加工质量和滚刀的运用寿命。齿数添加，切削过程平稳，耐用度提高，齿背的宽度减少削过程平稳，耐用度提高，齿背的宽度减少，滚刀的寿命缩短。通常，滚刀圆周齿数为，滚刀的寿命缩短。通常，滚刀圆周齿数为9 91616个。个。4

17、 4齿轮滚刀的圆周齿数齿轮滚刀的圆周齿数齿齿轮轮滚滚刀刀 滚刀按精细程度分为滚刀按精细程度分为AAAAAA级、级、AAAA级、级、A A级、级、B B级级、C C级，下表列出了滚刀精度等级与被加工齿轮精级，下表列出了滚刀精度等级与被加工齿轮精度等级的关系。度等级的关系。4.滚刀的精度滚刀的精度齿齿轮轮滚滚刀刀滚刀精度等级滚刀精度等级AAA级级AA级级A级级B级级C级级可加工齿轮精度可加工齿轮精度等级等级67889910 为保证加工出齿形的正确性，滚刀在切削为保证加工出齿形的正确性，滚刀在切削处的螺旋线方向与被加工齿轮齿槽方向一致。处的螺旋线方向与被加工齿轮齿槽方向一致。 加工直齿圆柱齿轮时：加

18、工直齿圆柱齿轮时：5.滚刀安装滚刀安装滚刀分圆螺旋升角。滚刀分圆螺旋升角。 齿齿轮轮滚滚刀刀加工螺旋角为加工螺旋角为的斜齿圆柱齿轮时的斜齿圆柱齿轮时旋向一样，取旋向一样，取“- -；相反，取；相反，取“+ +。滚刀与被加工齿轮旋向一样滚刀与被加工齿轮旋向一样滚刀与被加工齿轮旋向相反滚刀与被加工齿轮旋向相反被加工齿轮分圆螺旋角；被加工齿轮分圆螺旋角； 滚刀分圆螺旋升角。滚刀分圆螺旋升角。 齿齿轮轮滚滚刀刀5.滚刀安装滚刀安装 插齿刀也是一种主要的展成法齿轮刀具，它可插齿刀也是一种主要的展成法齿轮刀具，它可以加工直齿轮、斜齿轮、多联齿轮、内齿轮、人字以加工直齿轮、斜齿轮、多联齿轮、内齿轮、人字齿轮

19、和齿条等。齿轮和齿条等。 规范直齿插齿刀按其构造特点，可分为盘形、规范直齿插齿刀按其构造特点，可分为盘形、碗形和锥柄形三种类型，如以下图所示。碗形和锥柄形三种类型，如以下图所示。 三插齿刀三插齿刀1.1.插齿刀的类型插齿刀的类型插插齿齿刀刀插齿刀的类型插齿刀的类型用于加工直齿外齿轮和大直径内齿轮。用于加工直齿外齿轮和大直径内齿轮。a a盘形插齿刀盘形插齿刀插插齿齿刀刀插齿刀的类型插齿刀的类型用于加工多联齿轮和带凸肩的齿轮。用于加工多联齿轮和带凸肩的齿轮。b b碗形插齿刀碗形插齿刀插插齿齿刀刀插齿刀的类型插齿刀的类型主要用于加工内齿轮。主要用于加工内齿轮。c c锥柄插齿刀锥柄插齿刀插插齿齿刀刀插

20、齿刀的选用插齿刀的选用插插齿齿刀刀1 1根据被插齿轮外形选类型。根据被插齿轮外形选类型。2 2插齿刀的参数应和被加工齿轮的参数一致。插齿刀的参数应和被加工齿轮的参数一致。 直齿插齿刀的模数、压力角应与被加工齿轮一致。直齿插齿刀的模数、压力角应与被加工齿轮一致。 斜齿插齿刀的法向模数、压力角应与被加工齿轮斜齿插齿刀的法向模数、压力角应与被加工齿轮一致，旋向相反。一致，旋向相反。3 3精度分为精度分为AAAA、A A、B B、C C分别用于加要工分别用于加要工6 6、7 7、8 8、9 9级精度的齿轮。级精度的齿轮。4 4插齿刀各要素的公差均为所加工齿轮公差的插齿刀各要素的公差均为所加工齿轮公差的1/31/3。四剃齿刀四剃齿刀 用于未淬硬的直用于未淬硬的直齿、斜齿圆柱齿轮齿、斜齿圆柱齿轮的精加工，消费效的精加工，消费效率很高，是软齿面率很高，是软齿面