第三章-金属切削机床与刀具课件

第三章金属切削机床与刀具

本章着重介绍了①金属切削机床型号的编制方法；②CA6140型普通车床的的传动系统和主要机构，以及常用的车刀；③孔加工机床的种类和常用的孔加工刀具；④各种磨床的工作原理和砂轮的组成；⑤齿轮加工的方法,滚齿机滚切直齿圆柱齿轮的传动原理,磨齿机的工作原理,常用的齿轮加工刀具。同时，刨床与插齿、铣床与铣刀及组合机床等也作了简单介绍。

本章提要

车床铣

床

磨床钻

床

铣削过程插齿过程滚齿过程拉削过程机床分类与型号编制、机床运动分析车床和车刀镗床刨床和插床钻床和麻花钻铣床和铣刀3.13.23.33.43.53.6拉床和拉刀齿轮加工机床和齿轮加工刀具磨床和砂轮组合机床数控机床和加工中心3.73.83.93.103.11一、机床的分类按加工方法和刀具分12大类车床、钻床、镗床、磨床、齿轮加工机床、螺纹加工机床、铣床、刨齿床、拉床、特种加工机床、锯床和其他机床。按万能性程度

(普通)通用机床、专门化机床、专用机床。

3.1金属切削机床的分类、型号

与主要技术参数

通用机床

工艺范围很宽，可完成多种类型零件不同工序的加工，如卧式车床、万能外圆磨床及摇臂钻床等。万能性大，结构复杂，适用单件小批生产。专门化机床

工艺范围较窄，它是为加工某一类（或几类）零件或某一道工序而专门设计和制造的，如铲齿车床、曲轴车床等。专用机床

工艺范围最窄，它一般是为某特定零件的特定工序而设计制造的，如大量生产的汽车零件所用的各种钻、镗组合机床，机床主轴箱专用镗床。生产率高、自动化程度高，适用成批及大量生产。

按精度：普通精度机床、精密机床、高精度机床。按照重量和尺寸，可分为仪表机床、中型机床（一般机床）、大型机床（质量大于10t）、重型机床（质量在30t以上）和超重型机床（质量在100t以上）。按照机床主要器官的数目，可分为单轴、多轴、单刀、多刀机床等。按照自动化程度不同，可分为普通、半自动和自动机床。自动机床具有完整的自动工作循环，包括自动装卸工件，能够连续的自动加工出工件。半自动机床也有完整的自动工作循环，但装卸工件还需人工完成，因此不能连续地加工。

通用机床的型号编制

二、机床的型号编制注:①有“()”的代号或数字，当无内容时，不表示，若有内容，则不带扩号；②有“○”符号者，为大写的汉语拼音字母；③有“△”符号者，为阿拉伯数字；④有“△”符号者,为大写汉语拼音字母或阿拉伯数字或两者兼有。机床的类别代号用该类机床名称汉语拼音的第一个字母表示，如：

机床的类别代号机床的特性代号用汉语拼音字母表示，如：

通用特性代号机床的组别、系别代号用两位阿拉伯数字表示，前一位表示组别，后一位表示系别，每类机床划分为10个组，用数字0~9表示。每个组又可分为若干个系。机床主参数、设计顺序号和第二主参数主参数和第二主参数用阿拉伯数字给出主参数的折算值（1/10或1/100）机床的重大改进顺序号序号按A、B、C……等字母的顺序选用例如CA6140型卧式车床的代号意义为：

分析路线：表面—运动—传动—机构—调整方法1、机床的运动分类

简单成形运动：由单独的旋转运动或直线运动构成

复合成形运动：由两个或两个以上旋转运动或（和）直线运动，按照某些确定的运动关系组合而成三、机床的运动分析辅助运动各种空行程运动：进刀、退刀、回程、转位和调位等切入运动分度运动操纵及控制运动：操纵离合器、改变速度、进给量等2、机床的运动联系

为了实现运动，机床必须具备以下三个基本部分：执行件、动力源和传动装置，构成一个传动联系的一系列传动件称为传动链，分为外联系传动链和内联系传动链。执行机构

机床上最终实现所需运动的部件，如主轴、刀架、工作台等，它们带动工件或刀具旋转或移动。动力源

机床上动力源—般采用交流异步电动机、步进电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机等。它们为机床执行机构的运动提供动力，以克服切削阻力及摩擦阻力。机床可以几个运动共用一个动力源，也可以每个运动单独使用一个动力源，前者如普通机床，后者如数控机床。传动装置

把动力源的运动和动力传递给执行机构，或将运动由—个执行机构传递到另—个执行机构，以保持二个运动之间的准确关系。传动系统还可以变换运动的方向、速度及运动的类别，如将旋转运动变为直线运动。外联系传动链联系动力源与执行机构之间的传动链。

它使执行件获得一定的速度和运动方向，其传动比的变化，只影响生产率或表面粗糙度，不影响加工表面的形状和精度。因此，外联系传动链中可以有摩擦传动等传动比不准确的传动副。如普通车床在电机与主轴之间的传动链就是外联系传动链。内联系传动链

联系复合运动之内的各个运动分量，所联系的执行件之间的相对运动有严格的要求，用来保证发生线的性质。

它决定着加工表面的形状和精度，对执行机构之间的相对运动有严格要求。因此，内联系传动链的传动比必须准确，不应有摩擦传动或瞬时传动比变化的传动副（如皮带传动和链传动）。车削螺纹时，保证主轴和刀架之间的严格运动关系的传动链就是内联系传动链。3、传动原理图传动链中通常包含两类传动机构：

一类为：定比传动机构(传动比和传动方向不变)，如定比齿轮副、蜗杆蜗轮副、丝杠螺母副等，称为定比传动机构；另一类是：换置机构(可根据加工要求变换传动比和传动方向），如挂轮变速机构、滑移齿轮变速机构、离合器换向机构等。传动原理图：为了便于研究机床的传动联系,常用一些简明的符号把传动原理和传动路线表示出来,这就是传动原理图。在车削螺纹时，卧式车床有两条主要传动链。

一条是外联系传动链，即从电动机一l一2一μv一3—4一主轴，称为主运动传动链.

它把电动机的动力和运动传递给主轴。传动链中μv为主轴变速及换向的换置机构。另一条由主轴一4—5一μf一6—7一丝杠一刀具，得到刀具和工件间的复合成形运动——螺旋运动，这是一条内联系传动链。调整μf即可得到不同的螺纹导程。3.2车床和车刀卧式车床

卧式车床所能加工的典型表面

一、车床的加工范围和运动应用：主要用于加工各种回转表面（内外圆柱面，圆锥面及成形回转表面）和回转体的端面，有些车床可以加工螺纹面。运动：车床的主运动是由工件的旋转运动实现的；车床的进给运动则由刀具的直线移动完成的；辅助运动。分类：车床种类繁多，按其用途和结构的不同，主要分为：卧式车床及落地车床，立式车床，转塔车床，仪表车床，单轴自动和半自动车床，多轴自动和半自动车床，彷形车床及多刀车床，专门化车床。主轴箱刀架尾座床身溜板箱进给箱右床腿左床腿卧式车床的主要结构

Ⅰ.主轴箱：车床的主要部件，其主要功能是支撑主轴，并实现其开，停换向，制动和变速；把进给运动及主轴传向进给系统。Ⅱ.溜板箱：将进给运动或快速移动由进给箱或快速移动电动机传给溜板和刀架，使刀架实现纵，横向或正，反向机动走刀或快速移动.二、车床的传动系统传动系统图画在一个能反映机床外形和各主要部件相互位置的平面上，并尽可能绘制在机床外形的轮廓线内。在传动系统图中，各传动元件是按照运动传递的先后顺序，以展开图的形式画出来的。该图只表示传动关系，不代表各传动元件的实际尺寸和空间位置。进给运动传动链传动路线扩大导程传动链英制螺纹1、主运动传动链

两末端件是电动机与主轴，带动工件旋转实现主运动，并满足主轴变速和换向的要求。主传动路线如下：

运动经v带轮传动副传至轴I，压紧轴I上的多片摩擦离合器M1左部经齿轮副运动传至轴II，如图（a）；压紧右部经中间轮可获得相反方向的运动,如图（b）。运动从轴II传往主轴有2条路线：

a.高速路线主轴上的滑移齿轮50向左移，使之与轴III上右端的齿轮63啮合，运动传至主轴得高转速。

b.低速路线主轴上的滑移齿轮50向右移，使之与齿式离合器M2啮合，轴III的运动经齿轮副传至轴IV，又经齿轮副传至轴V，再经齿轮副和齿式离合器传至主轴获得低转速,如图（c）。（a）CA6140型卧式车床传动系统图

（b）CA6140型卧式车床传动系统图

（c）CA6140型卧式车床传动系统图

主轴转速级数

正转时2×3×(1+3)=6+18=24级反转时1×3×(1+3)=3+9=12级主轴的各级转速可按下列运动平衡式计算：式中D、D’——主动和从动皮带轮直径；

ε——V带传动的滑动系数，可取ε＝0.02；

ZⅠ-Ⅱ、Z’Ⅰ-Ⅱ——轴Ⅰ和轴Ⅱ之间相啮合的主动齿轮和从动齿轮齿数。2、进给运动传动链

进给运动传动链两末端件是主轴和刀架，其功用是使刀架实现纵向或横向移动及变速与换向。传动系统图

A.车削螺纹传动路线

可以车削左旋和右旋的米制、英制、模数制和径节制四种标准螺纹。车削螺纹时传动链的运动平衡式为:

i－从主轴到丝杠之间的总传动比；

tl－机床丝杠的导程，CA6140型车床为12mm；

S－被加工螺纹的导程（mm）。a.车削米制螺纹

米制螺纹导程的国家标准如下表

－1－1.25－1.51.7522.252.5－33.544.555.56789101112传动系统图传动链的传动路线表达式为轴ⅩⅣ～ⅩⅤ基本组的传动比：即轴ⅩⅣ～ⅩⅤ增倍组的传动比：导程

基本组增倍组－－1－－1.25－1.5－1.7522.25－2.5－3－3.544.5－55.56－789－101112运动平衡式为:化简后，得：车削扩大螺纹传动路线：

(1)只能当M2合上，主轴处于低速状态时，才能用扩大导程；（2）导程扩大4倍或16倍时，当主轴转速确定后，螺纹导程扩大的倍数也就确定了；（3）轴V~IV-Ⅲ之间，并不准确等于1，所以不能用扩大组。

b.车削模数螺纹

模数螺纹用模数m表示螺距的大小，导程为其运动平衡式为

化简后，得

c.车削英制螺纹

传动系统图英制螺纹以每英寸长度上的螺纹扣数（扣/in）表示。英制螺纹的导程Lα＝1/α。按下面的公式换算为毫米单位：其运动平衡式为：

将代入，得

d.车削径节螺纹

径节螺纹螺距大小以径节DP表示。英制蜗杆的轴向齿距为

其运动平衡式为

化简后，得

e.车削非标准螺纹和精密螺纹

需要啮合齿式离合器，导程LI依靠调整挂轮的传动比u挂来实现，其运动平衡式为：挂轮的换置公式为

B.纵向和横向进给传动链传动系统图

a.纵向进给传动链，其运动平衡式为:

化简后，得

f纵=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×28/80×π×2.5×12=0.71u基u倍

mm/rf横=1×58/58×33/33×63/100×100/75×25/36×u基×25/36×36/25×u倍×28/56×36/32×32/56×4/29×40/30×30/48×59/18×5mm/r

b.横向进给传动链

当横向机动进给与纵向进给的传动路线一致时，所得的横向进给量为纵向进给量的一半。

c.刀架快速移动

刀架快速向右移的速度为：3、传动系统的转速图三、CA6140型车床的主要操纵机构摩擦离合器、制动器及其操纵机构(a)摩擦离合器、制动器及其操纵机构(b)摩擦离合器、制动器及其操纵机构(c)变速操纵机构三、车刀用以加工外圆、内孔、端面、螺纹以及车槽和车齿等，其主要类型如下图：

1-端面车刀；2-仿形车刀；3-车槽刀；

4-外圆车刀；5-螺纹车刀

车刀主要类型

车刀的分类及比较：车刀按结构分为整体车刀、焊接车刀、焊接装配式车刀、机夹车刀和可转位车刀。整体车刀主要是高速钢车刀，截面为正方形或矩形，俗称“白钢刃”。焊接车刀

优点：结构简单、紧凑；制造、使用方便；根据需要刃磨，硬质合金可完全利用。

缺点是：切削性能较低；刀杆不能重复使用、辅助时间长；焊接工艺不够合理时易产生热应力，应根据刀片的形状和尺寸开出刀槽。

焊接车刀焊接装配式车刀刃磨省力；刀杆可重复使用；主要用于重型车刀。机夹车刀将硬质合金刀片用机械夹固的方法安装在刀杆上的车刀。只有一个主切削刃，用钝后可重磨多次，刀杆可重复使用，方便刀具管理、结构简单。可转位车刀

是使用可转位刀片的机夹车刀，刀片为多边形。

优点：刀具使用寿命长、生产效率高、有利于推广新技术、新工艺有利于降低刀具成本。偏心式夹固结构：以螺钉作为转轴，螺钉上面为偏心圆柱销，当转动螺钉时，偏心销就可夹紧或松动刀片。杠杆式夹固结构：利用螺钉带动杠杆转动将刀片夹固在定位侧面上。楔销式夹固结构：刀片由销子在孔中定位，楔块向下运动时将刀片夹固在内孔的销子上，松开螺钉时，弹簧垫圈自动抬起楔块。上压式夹固结构：仅用于夹固不带孔的刀片。成形车刀是加工回转体成形表面的专用工具，其切削刃形状是根据工件的廓形设计的。只要一次切削形成就能切出成形表面，操作简单，生产率较高，成形表面的精度与工人技术水平无关，主要取决于刀具切削刃的制造精度。它可以保证被加工工件表面形状和尺寸精度的一致性和互换性，加工精度可达IT9～IT10，表面粗糙度Ra6.3～3.2。可重磨次数多，使用寿命较长，但是刀具的设计和制造较复杂，成本较高，主要用在小型零件的大批量生产中。由于成形车刀的刀刃形状复杂，用硬质合金作为刀具材料时制造比较困难，因此多用高速钢作为刀具材料。平体成形车刀：外形呈平条状和普通车刀的外形相似，但其切削刃是成形的。棱体成形车刀：外形是棱柱体，可重磨次数比平体成形车刀多，只能用来加工外成形表面。圆体成形车刀：外形是回转体，由于刀体是圆柱状，重磨时是磨前刀面，可重磨次数较多，而且可加工内、外成形表面。以圆柱孔作为定位基准套装在刀夹上进行安装。（四）铣刀1.铣刀的分类（按用途分）（1）圆柱平面铣刀（2）端铣刀（3）盘铣刀单面刃、双面刃、三面刃、错齿三面刃（4）锯片铣刀（5）立铣刀（6）键槽铣刀（7）角度铣刀（8）成形铣刀2、铣刀的分类（按齿背加工形式分）尖齿铣刀齿背经铣制而成，并在切削刃后磨出一条窄的后刀面，铣刀用钝后只需刃磨后刀面。铲齿铣刀齿背经铲制而成，铣刀用钝后仅刃磨前刀面，适用于切削刃廓形复杂的铣刀。铣削运动轨迹铣削方式（1）顺铣和逆铣周铣有顺铣和逆铣两种方式。顺铣：铣刀切削速度的方向与工件进给速度的方向相同时。逆铣：铣刀切削速度的方向与工件进给速度的方向相反时。顺铣时，铣刀寿命长，加工表面光洁，但不宜加工带硬皮工件，且进给丝杠与螺母间应消除间隙。否则，应采用逆铣。（2）对称铣与不对称铣

端铣有对称铣与不对称逆铣、不对称顺铣三种方式。铣淬硬钢采用对称铣；铣碳钢和合金钢用不对称逆铣，减小切入冲击，↑刀具寿命；铣不锈钢和耐热合金用不对称顺铣，可减少硬质合金的剥落磨损，提高切削速度40％-60％。齿轮是现代机器和仪器中的重要零件；由于齿轮传动具有传动比准确、传力大、效率高、结构紧凑、可靠耐用等优点，齿轮传动的应用极为广泛，齿轮的需要量也日益增加；用来加工齿轮轮齿表面的机床，称为齿轮加工机床；齿轮加工机床是机械制造工业中的一种重要的技术装备。３.8齿轮加工机床与齿轮刀具

一、齿轮加工机床的类别⑴圆柱齿轮加工机床主要由滚齿机、插齿机、车齿机等。⑵锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿齿轮的铣齿机。⑶精加工齿轮齿面的机床有珩齿机、剃齿机和磨齿机等。二、齿轮加工方法

1、成形法（仿形法）

用与被加工齿轮齿槽形状相同的成形刀具切削齿轮。形成齿廓渐开线的方法是成形法。如下图所示用盘形齿轮铣刀加工直齿圆柱齿轮。为铲齿成形铣刀,其加工精度,生产率都较低,但结构简单,成本低.刀具是旋转运动;铣刀跟齿轮坯的轴向移动.

加工模数较大的齿轮时(m=10-100mm),如:直齿,斜圆柱齿,人字齿，常用指状齿轮铣刀。用盘形齿轮铣刀铣齿轮

用指状齿轮铣刀铣齿轮

2、范成法

亦称为包络法或展成法，是利用齿轮的啮合原理进行的，即把齿轮的啮合副中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具与工件严格地按照相对运动关系啮合，则刀具切削刃在各瞬时位置的包络线就形成了工件的齿廓线。采用范成原理加工齿轮的机床如滚齿机、插齿机、磨齿机等等。齿轮精加工方法:剃齿,珩齿,磨齿,研齿。齿轮粗加工方法:铣齿,滚齿,插齿。

滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮轮齿和花键；可以加工模数大于0.1到小于40的齿轮，加工齿轮的精度一般达7－9级；在使用超高精度滚刀和严格的工艺条件下也可加工5－6级精度的齿轮；

1、滚齿原理

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。

三、滚齿机

滚刀的实质就是一斜齿圆柱齿轮。不过此斜齿圆柱齿轮的特点是：螺旋角很大（螺旋升角很小）；齿数很少；牙齿很长，绕了好多圈。这种变了样的斜齿圆柱齿轮就是蜗杆，将蜗杆开槽并铲背形成刀刃，就成为齿轮滚刀，滚刀的刀刃就在这个蜗杆的螺旋表面上。因为滚刀是按螺旋齿轮啮合的原理加工齿轮的，所以用渐开线滚刀（相当于渐开线斜齿轮）才能切出理论上正确的渐开线齿形。在生产实际中，由于渐开线滚刀制造困难，所以采用近似齿形的滚刀（如阿基米德滚刀等）代替。滚齿原理

成形运动是滚刀旋转运动和工件旋转运动组成的复合运动即为范成运动。

2、加工直齿圆柱齿轮的传动原理其成形运动必须包括形成渐开线齿廓的范成运动和形成直线形齿线的运动。

①范成运动传动链根据表面成形的运动分析，滚刀旋转和工件旋转既然是一个独立的复合成形运动，所以，在两执行件（滚刀和工作台）之间的传动联系，其性质属于“内联系”传动。它们之间的相对运动关系应有一个严格的传动比关系，即当滚刀转过一个齿时，工件应相应地转过一个齿。这个传动联系包括由点4至点5，点6至点7的固定传动比传动以及点5至点6传动比可变换的换置机构，属内联系传动链。滚刀－4－5－－6－7－工件。

②主运动传动链要使滚刀和工件能实现范成运动，还需要接上动源，即从电动机通过传动件把运动和动力传至范成运动传动链。由点1至点4，属外联系传动链：电动机－1－2－iv-3-4-滚刀。其中换置机构iv用来调整范成运动速度的快慢。范成运动速度的大小，取决于滚刀材料及直径、工件材料、硬度、模数、精度和光洁度。

③轴向进给运动传动链

工件—7—8－if——9—10—刀架升降丝杠—刀架，是外联系传动链。因为即使在瞬间发生传动比的变化，也仅仅影响刀架移动的快慢，而不影响生线（直线）的形成。3、滚刀的安装

因为滚齿应用了螺旋齿轮啮合原理，所以，滚齿时滚刀与齿坯两轴线的相对位置应相当于两个螺旋齿轮相啮合时轴线的相对位置，即滚刀的安装角必须使它的螺旋线方向准确地和被加工齿轮轮齿方向相一致。滚刀的安装角在数量上等于滚刀的螺旋升角。右旋滚刀切削直齿齿轮左旋滚刀切削直齿齿轮

端面上齿廓是渐开线，沿齿轮的齿长方向是一条螺旋线，它与直齿圆柱齿轮的差别仅在于导线的形状不同：直齿圆柱齿轮为直线，而斜齿圆柱齿轮的导线为螺旋线。因此，加工斜齿圆柱齿轮时，进给运动是螺旋运动，是一个复合运动：滚刀架的直线运动A21和工作台的旋转运动B22。

4、滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理

展成运动的传动链和产生螺旋运动的外联系传动－－进给链，都与切削直齿圆柱齿轮时相同。此时的进给运动是复合运动，还需一条产生螺旋线的内联系传动链。滚切时随着刀架的直线移动，工件要有一个附加转动，以保证刀架直线移动一个导程时，通过合成机构使工件得到的附加转动为一转。由于这个传动联系是通过合成机构的差动作用使工件的转速加快或减慢，一般称为差动传动链。如同车螺纹时刀架和主轴间的传动比有严格要求一样，这里刀架的轴向直线移动和工件的附加转动之间的传动比，同样要求严格、准确。因此，差动传动链的性质，属于“内联系”传动。这条传动链是：刀架—12—13——iy-14—15—[合成]—6—7—ix-8—9—工作台，属内联系传动链。5、滚刀的安装像滚切直齿圆柱齿轮一样，为了使滚刀的螺旋线方向和被加工齿轮的轮齿方向一致，加工前要调整滚刀的安装角δ。它不仅与滚刀的螺旋线方向及螺旋升角λo有关，而且还与被加工齿轮的螺旋线方向及螺旋角β有关。当滚刀与齿轮的螺旋线方向相反时，滚刀的安装角δ＝β＋λo；当两者方向相同时，δ＝β－λo

图a)为右旋滚刀切右旋齿轮，附加转动B22与B12同向，即比切直齿时多转些。图b)为右旋滚刀切左旋齿轮，附加转动B22与B12反向，即比切直齿时少转些。6、工件附加转动的方向

齿廓的形成方法及成形运动与加工圆柱齿轮是相同的，但齿线是当滚刀切至全齿深时，在范成齿廓的同时形成的。5、滚刀的安装

滚齿时，要求在切削部位滚刀的螺旋线方向与工件齿长方向一致，这是沿齿向进给切出全齿长的条件。因此加工前要调整滚刀的安装角。

4、滚切蜗轮的传动原理柱齿轮的传动原理

下图为螺旋滚刀加工直齿圆柱齿轮的安装角，滚刀位于工件前面，从几何关系可知，滚刀安装角δ＝ω（a)右旋滚刀滚切直齿轮

(b)左旋滚刀滚切直齿轮

图3.68螺旋滚刀加工直齿圆柱齿轮安装角

用滚刀加工斜齿圆柱齿轮时，由于滚刀和工件的螺旋方向都有左、右方向之分，共有四种不同的组合。则有δ＝

β±ω图3.69螺旋滚刀加工斜齿圆柱齿轮安装角

7、Y3150E型滚齿机

机床的特点及用途主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮。能加工工件最大直径为500mm，最大模数为8.机床的运动分析传动系统图中每一条传动链的分析计算步骤是：找出末端件；确定计算位移；对照传动系统图，列出运动平衡式；计算换置式。抓两端—连中间主运动传动链电动机→主轴（滚刀）展成运动传动链滚刀转1r→工件转K/zr进给传动链工件转1r→刀架移动mm滚斜齿轮时的差动链刀架移动L→工件转±1r插齿机一、应用加工内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮、齿条等。二、插齿原理插齿机工作原理类似一对圆柱齿轮的啮合。一个为工件，另一个为齿轮形刀具－－插齿刀。它的模数和压力角与被加工齿轮相同，但每个齿的渐开线齿廓和齿顶上，都做成刀刃：一个顶刃和两个侧刃。插齿机是按展成法加工圆柱齿轮的。

主运动：插齿刀上下往复运动，插斜齿轮时插刀主轴在螺旋导轨上运动；

展成运动：插齿刀与齿坯按一定速比转动；

让刀运动；

径向进给运动.三、插齿机传动原理图4～8圆周进给传动链1～4主传动链8～11展成传动链

传动原理图中，仅表明成形运动。切入运动及让刀运动并不影响加工表面的成形，所以在传动原理图中没有表示出来。点8到11之间的传动为范成运动传动链。点4到8之间的传动为圆周进给传动链，这条传动链决定插齿刀和工件对滚的速度。由于插齿刀上下往复一次时，插齿刀本身转动的快慢，对形成渐开线齿廓精度有关。因此，圆周进给运动以插齿刀上下往复一次时插齿刀在节圆上所转过的弧长来表示。上面的两条传动链分别用来确定范成运动的轨迹和速度。由电动机点1至曲柄偏心盘点4之间的传动是机床的主运动传动链，由它确定插齿刀每分钟上下往复次数（速度）。磨齿机磨齿机常用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工；但也有用来直接在齿坯上磨出齿轮。由于磨齿能够纠正齿轮预加工的各项误差，因而加工精度较高。磨齿后，精度一般可达6级以上。磨齿机有两大类：成形砂轮磨齿和展成法磨齿。成形砂轮磨齿机的原理和运动

砂轮截面形状修整的与齿谷形状相同，可以磨削内、外齿轮。磨齿时，砂轮高速旋转并沿工件轴线方向作往复运动。一个齿磨完后分度，再磨第二个齿。砂轮对工件的切入运动，由砂轮与安装工件的工作台作相对径向运动得到。展成法磨齿机的原理和运动连续磨齿其工作原理与滚齿机相似，砂轮为蜗杆形。蜗杆形砂轮相对工件作展成运动，磨出渐开线；工件作轴向直线往复运动，以磨出轮齿；生产率高，修正砂轮麻烦，用于成批生产。分度磨齿砂轮有碟型、大平面型、锥形；利用齿条和齿轮啮合原理；齿条的齿廓是直线，形状简单，易于保证砂轮的修整精度；每往复滚动一次，完成一个或两个齿面的磨削，需多次分度才能磨完全部齿面。习题1、什么是外联系传动链？什么是内联系传动链？各有何特点？2、滚切直齿和斜齿圆柱齿轮时有何区别？3、什么是逆铣？什么是顺铣？试分析逆铣和顺铣、对称铣和不对称铣的工艺特征。4、什么是磨钝标准？刀具耐用度概念？磨损的三个阶段是什么？有何特点？5、刀具材料应具备的性能有那些？6、积屑瘤的形成及消除方法？

齿轮刀具

齿轮刀具是用于加工齿轮齿形的刀具。可将齿轮刀具分为成形法和范成法加工用齿轮刀具。

成型法齿轮刀具

常用的成形法齿轮刀具有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀，如下图所示（a）盘形齿轮刀具

（b）指形齿轮刀具

范成法齿轮刀具

插齿刀插齿刀用于加工直齿内、外齿轮和齿条，尤其对于双联或多联齿轮、扇形齿轮等的加工有其独特的优越性。齿轮滚刀滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱渐开线齿轮最常用的刀具。

滚刀的基本蜗杆

剃齿工作原理

盘形剃齿刀外型很像齿轮，加工时剃齿刀和齿轮轴交错成一角度，作螺旋齿轮啮合。剃齿刀

剃齿刀的用途和种类

剃齿刀是一种精加工齿轮刀具，主要限制是不能加工淬硬的齿轮。剃齿刀按其结构可以分为下列几种：（1）齿条形剃齿刀（2）盘形剃齿刀（3）小模数剃齿刀（4）蜗轮剃齿刀盘形剃齿刀小模数剃齿刀蜗轮剃齿刀3.9磨床与砂轮磨床的应用范围用磨料或磨具作为对工件表面进行切削加工的机床，统称磨床。磨床可用于磨削内、外圆柱面和圆锥面、平面、螺旋面、齿面以及各种成形表面等，还可刃磨刀具。磨床的种类1、外圆磨床和万能磨床精度：IT6-IT7表面粗糙度：Ra＝1.25-0.082、平面磨床3、内圆磨床外圆表面的磨削加工

（一）加工方法1．工件有中心支承的外圆磨削

外圆

（1）纵向进给磨削外圆

（2）横向进给磨削（切入磨削）

(3)外圆和端面同时磨削2．工件无中心支承的外圆磨削（二）外圆磨削的尺寸控制

（三）外圆磨削加工的工艺特点及应用范围（1）磨粒硬度高，它能加工一般金属切削刀具所不能加工的工件表面。

（2）磨削加工能切除极薄极细的切屑，修正误差的能力强，加工精度高（IT6－IT5），加工表面粗糙度小，原因如下：

2）由于磨粒切除金属材料系大负前角切削，再加上磨削速度高（30－90m／s），故磨削区的瞬时温度极高，有时甚至高达能使表面金属熔化的程度；

3）磨粒在砂轮上随机分布，同时参加磨削的磨粒数相当多，磨痕轨迹纵横交错，容易磨出表面粗糙度小的光洁表面。

1）磨粒的刃口钝圆半径ρ产小

（3）由于大负前角磨粒在切除金属过程中消耗的摩擦功大，再加上磨屑细薄，切除单位体积金属所消耗的能量，磨削要比车削大得多。综上分析可知，磨削加工更适用于做精加工工作，也可用砂轮磨削带有不均匀铸、锻硬皮的工件；但它不适宜加工塑性较大的有色金属材料（例如铜、铝及其合金），因为这类材料在磨削过程中容易堵塞砂轮，使其失去切削作用。磨削加工既广泛用于单件小批生产，也广泛用于大批大量生产。外圆表面的精整、光整加工精整、光整加工是精加工后，从工件表面上不切除或切除极薄金属层，用以提高加工表面的尺寸和形状精度、减小表面粗糙度或用以强化表面的加工方法。1．研磨研磨分手工研磨和机械研磨两种。

2．超精加工磨料与磨具一、砂轮磨料＋结合剂砂轮特性决定于五要素：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。（一）磨料

锋利的形状、高硬度和热硬性、适当的坚韧性

1.氧化物系（刚玉类，主要成份Al2O3）①棕刚玉（A）韧，硬度低，磨碳素钢、合金钢、可锻铸铁②白刚玉（WA）韧性低、硬，磨淬火钢、高速钢、高碳钢③铬刚玉（PA）韧，硬度低，Ra小，磨高速钢、不锈钢等

2.碳化物系（主要成份碳化硅、碳化硼）①黑色碳化硅（C）韧性低、硬度高，磨铸铁、黄铜等脆材②绿色碳化硅(GC)韧性差、更硬，磨Y合金、陶瓷、玻璃等

3.超硬磨料

人造金刚石（D）、立方氮化硼（CBN）（二）粒度

以刚能通过的那一号筛网的网号来表示磨料的粒度，如60＃.

微粉：磨粒的直径＜40um时，如W20磨粒尺寸在20～14um

粗磨用粗粒度，精磨用细粒度；当工件材料软，塑性大，磨削面积大时，采用粗粒度，以免堵塞砂轮烧伤工件。（三）结合剂

1.陶瓷结合剂（V）化学稳定性好、耐热、耐腐蚀、价廉，占90%，但性脆，不宜制成薄片，不宜高速，线速度一般为35m/s。

2.树脂结合剂（B）强度高弹性好，耐冲击，适于高速磨或