《金属切削机床》-教学单元5

5-1任务引入

齿轮加工机床是用齿轮切削刀具来加工齿轮轮齿表面或齿条轮齿表面的机床。齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表中，随着现代工业的发展，对齿轮制造质量要求越来越高，齿轮加工设备向着高精度、高效率和高自动化的方向发展。滚齿加工生产效率高，可加工工件种类多。齿轮加工机床已成为现代机械制造装备业中的重要加工装备。任务直齿圆柱齿轮加工明确直齿圆柱齿轮加工刀具的选用、切削参数的确定、机床选型、机床调整计算、对刀等。返回5-2相关知识5-2-1齿轮加工概述一、齿轮加工机床工作原理齿轮作为最常用的传动件，广泛应用于各种机械及仪表中，随着现代工业的发展对齿轮制造质量要求越来越高，使齿轮加工设备向高精度、高效率和高自动化的方向发展。齿轮加工机床的种类很多，构造及加工方法也各不相同。但按齿形形成的原理分类，切削齿轮的方法可分为成型法和展成法两类。

1.成型法成型法加工齿轮是使用切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状完全相符的成型刀具切出齿轮的方法。下一页返回5-2相关知识

即由刀具的切削刃形成渐开线母线，再加上一个沿齿坯齿向的直线运动形成所要加工齿轮的齿面。这种方法一般在铣床上用盘铣刀或指形齿轮铣刀铣削齿轮，见图5-1。此外，也可以在刨床或插床上用成型刀具刨、插削齿轮。根据成型刀具每次所能加工的齿廓数多少，可以将成型法加工齿轮分单齿廓成型法和多齿廓成型法，图5-1是采用单齿廓成型法分齿加工齿轮的方法，即加工完一个齿，退回，工件分度，再加工下一个齿。因此生产率较低而且对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不同，需采用不同的成型刀具，进而增加刀具的数量，提高制造成本。上一页下一页返回5-2相关知识

在实际生产中为厂减少成型刀具的数量，每一种模数通常只配有八把刀，各自适应一定的齿数范围，因此加工出的齿形是近似的，加工精度较低。但是这种方法，机床简单，不需要专用设备，适用于单件小批生产及加工精度不高的修理行业。

2·展成法展成法加工齿轮是利用齿轮啮合的原理(即上一对啮合轮齿脱离啮合之前，下一对轮齿应及时进人啮合状态，保证运动传递的连续性)进行的，其切齿过程模拟齿轮副(齿轮一齿条、齿轮一齿轮)的啮合过程。把其中的一个转化为刀具，另一个转化为工件，并强制刀具和工件作严格的啮合运动，被加工工件的齿形表面是在刀具和工件包络过程中由7J具切削刃的位置连续变化而形成的。上一页下一页返回5-2相关知识

在展成法加工齿轮中用同一把刀具可以加工相同模数而任意齿数的齿轮。其加工精度和生产率都比较高，在齿轮加工中应用最为广泛，见图5-2。二、齿轮加工机床的类型按照被加工齿轮种类不同，齿轮加工机床可分为圆柱齿轮和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要有滚齿机、插齿机等，锥齿轮加工机床有加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机、拉齿机和加工弧齿锥齿轮的铣齿机。用来精加工齿轮齿面的机床有琦齿机、剃齿机和磨齿机等。上一页下一页返回5-2相关知识

三、齿轮刀具1.齿轮刀具的种类齿轮刀具是用于加工各种齿轮齿形的刀具。由于齿轮的种类很多，相应地齿轮刀具种类也极其繁多。一般按照齿轮的齿形可分为加工渐开线齿轮刀具和非渐开线齿轮刀具。按照其加工工艺方法则分为成型法和展成法加工用齿轮刀具两大类。

(1)成型法齿轮刀具。成型法齿轮刀具是指刀具切削刃的轮廓形状与被切齿的齿形相同或近似相同。常用的有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀，如图5-3所示。盘形齿轮铣刀是铲齿成型铣刀，铣刀材料一般为高速钢，主要用于小模数(m<8)直齿和螺旋齿轮的加工。上一页下一页返回5-2相关知识

指形齿轮铣刀属于成型立铣刀，主要用于大模数的直齿、斜齿或人字齿轮加工，渐开线轮的廓形是由模数、齿数和压力角决定的。因此，要用成型法铣出高精度的齿轮就必须针对被加工齿轮的模数、齿数等参数，设计与其齿形相同的专门铣刀。这样做在生产上不方便，也不经济，甚至不可能。实际生产中通常是把同一模数下不同齿数的齿轮按齿形的接近程度划分为8组或巧组，每组只用一把铣刀加工，每一刀号的铣刀是按同组齿数中最少齿数的齿形设计的。选用铣刀时，应根据被切齿轮的齿数选出相应的铣刀刀号。加工斜齿轮时，则应按照其法向截面内的当量齿数来选择刀号。

(2)展成法齿轮刀具。这类刀具的切削刃廓形不同于被切齿轮任何剖面的槽形。上一页下一页返回5-2相关知识

被切齿轮齿形是由刀具在展成运动中若干位置包络形成的。展成法刀具的主要优点是一把刀具可加工同一模数的不同齿数的各种齿轮。与成型法相比，具有通用性广、加工精度和生产率高的特点。但展成法加工齿轮时，需配备专门机床，加工成本要高于成型法。常见的展成法齿轮刀具有:齿轮滚刀、插齿刀、蜗轮滚刀及剃齿刀等。2.齿轮滚刀

(1)齿轮滚刀的结构。齿轮滚刀形似蜗杆，为厂形成切削刃，在垂直于蜗杆螺旋线方向或平行于轴线方向铣出容屑槽，形成前刀面，并对滚刀的顶面和侧面进行铲背，铲磨出后角。根据滚齿的工作原理，滚刀应当是一个端面截形为渐开线的斜齿轮，但由于这种渐开线滚刀的制造比较困难，日前应用较少。上一页下一页返回5-2相关知识

通常是将滚刀轴向截面做成直线齿形，这种刀具称为阿基米德滚刀。这样滚刀的轴向截形近似于齿条，当滚刀作旋转运动时，就如同齿条在轴向平面内作轴向移动，滚JJ转一转，刀齿轴向移动一个齿距,齿坯分度圆也相应转过一个周节的弧长，从而由切削刃包络出正确的渐开线齿形。如图5-4所示为齿轮滚刀的结构。

(2)齿轮滚刀的主要参数。齿轮滚刀的主要参数包括:外径、头数、齿形、螺旋升角及旋向等。外径越大，则加工精度越高。标准齿轮滚刀规定，同一模数有两种直径系列，I型直径较大，适用于AA级精密滚刀，这种滚刀用于加工7级精度的齿轮;II型直径较小，适用于A,B,C级精度的滚刀，用于加工8,9,10级精度的齿轮。上一页下一页返回5-2相关知识

单头滚刀的精度较高，多用于精切齿，多头滚刀精度较差，但生产率高。常用图5-4的滚刀(m<10)轴向齿形均为直线，而螺旋升角及旋向则决定厂刀具在机床上的安装方位。

3.插齿刀插齿刀也是按展成原理加工齿轮的刀具。它主要用来加工直齿内、外齿轮和齿条，尤其是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。插齿刀的外形像一个直齿圆柱齿轮。作为一种刀具，它必须有一定的前角和后角，将插齿刀的前刀面磨成一个锥面，锥顶在插齿刀的中心线上，从而形成正前角。上一页下一页返回5-2相关知识

为厂使齿顶和齿侧都有后角，且重磨后仍可使用，将插齿刀制成一个“变位齿轮”，而且在垂直于插齿刀轴线的截面内的变位系数各不相同，从而保证厂插齿刀刃磨后齿形不变。标准插齿刀有三种形式和三种精度等级，如图5-5所示。以盘形直齿插刀应用最为普遍。三种精度等级为AA,A,B级，分别用于加工6一8级精度直圆柱齿轮。

4.剃齿刀剃齿刀是用于对未淬硬的圆柱齿轮进行精加工的齿轮刀具。剃后的齿轮精度可达6一7级，表面粗糙度可达Ra0.4~0.8um。上一页下一页返回5-2相关知识

剃齿过程中，剃齿刀与被剃齿轮之间的位置和运动关系与一对螺旋圆柱齿轮的啮合关系相似。但被剃齿轮是由剃齿刀带动旋转。剃齿为一种非强制啮合的展成加工，如图5-6所示。四、滚齿机滚齿机主要用于滚切直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮，还可以加工花键轴的键。

1.滚齿原理滚齿加工是根据展成法原理加工齿轮，滚齿的过程相当于一对交错轴斜齿轮副啮合滚动的过程，见图5-7。将这对啮合传动副中的一个齿轮的齿数减少到一个或儿个，螺旋角增大到很大，它就成厂蜗杆。上一页下一页返回5-2相关知识

再将蜗杆开槽并铲背，形成刀具角度(如前角、后角、容屑槽等)，就成厂齿轮滚刀。因此滚刀相当于一个斜齿轮，当机床使滚刀和工件严格地按一对斜齿圆柱齿轮的速比关系作旋转运动时，滚刀就可以在工件上连续不断地切出齿来。

2.滚切直齿圆柱齿轮

(1)机床的运动和传动原理图。根据表面成型原理，加工直齿圆柱齿轮的成型运动必须包括形成渐开线齿廓(母线)的运动B1、B2和形成直线形齿线(导线)的运动A2(图5-8)。①展成运动及传动链。展成运动是滚刀与工件之间的啮合运动，是一个复合的表面成型运动。

上一页下一页返回5-2相关知识②主运动及传动链。每个表面成型运动都应有一个外联系传动链与动力源相联系，以产生切削运动。在图5-9中，外联系传动链:电动机1-2-uv-3-4-滚刀，提供滚刀的旋转运动(称为主运动传动链)。传动链中的换置机构用于调整渐开线齿廓的成型速度，以适应滚刀直径、滚刀材料、工件材料、硬度以及加工质量要求等的变化。③竖直进给运动及传动链。为厂切出整个齿宽，即形成轮齿表面的导线，滚刀在自身旋转的同时，必需沿齿坯轴线方向作连续的进给运动A2。

上一页下一页返回5-2相关知识2.滚刀的安装滚刀刀齿是沿螺旋线分布的，螺旋升角为w。加工直齿圆柱齿轮时，为厂使滚刀刀齿方向与被切齿轮的齿槽方向一致，滚刀轴线与被切齿轮端面之间应倾斜一个角度δ，称为滚刀的安装角。它在数值上等于滚刀的螺旋升角w。用右旋滚刀加工直齿的安装角如图5-10(a)所示，用左旋滚刀时倾斜相反，如图5-10(b)。图中虚线表示滚刀与齿坯接触一侧的滚刀螺旋线方向。

3.滚切针齿圆柱齿轮

(1)机床的运动和传动原理图。斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比，端面齿廓都是渐开线，但齿长方向不是直线，而是螺旋线。上一页下一页返回5-2相关知识

因此，加工斜齿圆柱齿轮也需要两个运动:一个是产生渐开线(母线)的展成运动;另一个是产生螺旋线(导线)的运动。前者与加工直齿齿轮时相同，后者则有所不同。加工直齿圆柱齿轮时，进给运动是直线运动，是一个简单运动。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，如图5-11所示，这个运动可分解为两部分，滚刀架的直线运动A21和工作台的旋转运动。滚切斜齿圆柱齿轮时的两个成型运动都各需一条内联系传动链和一条外联系传动链，如图5-12所示。展成运动的传动链与滚切直齿时完全相同。如图5-13所示，合成机构把来自滚刀的运动(点5)和来自刀架的运动(点15)合并起来，在点6输出，传给工件。上一页下一页返回5-2相关知识(2)工件的附加转动。滚切斜齿圆柱齿轮时，为厂获得螺旋线齿线，要求工件附加转动B22与滚刀轴向进给运动A21之间必须保持确定的关系，即滚刀移动一个工件螺旋线导程T时，工件应准确地附加转过1转，对此，用图5-14来加以说明。

(3)滚刀的安装。像滚切直齿圆柱齿轮那样，为厂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。5-2-2Y3150E型滚齿机

Y3150E型滚齿机主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮。上一页下一页返回5-2相关知识

此外，使用蜗轮滚刀时，还可用手动径向进给滚切蜗轮或通过切向进给机构切向进给滚切蜗轮，也可用相应的滚切加工花键轴、链轮及同步带轮。一、主要组成部分如图5-15所示，机床由床身1、立柱2、刀架滑板3、滚刀架5,后立柱8和工作台9等主要部件组成。立柱2固定在床身1上。刀架滑板3带动滚刀架可沿立柱导轨做垂向进给运动或快速移动。滚刀安装在刀杆4上，由滚刀架5的主轴带动作旋转主运动。滚刀架可绕自己的水平轴线转动，以调整滚刀的安装角度。工件安装在工作台9的心轴7上或直接安装在工作台上，随同工作台一起作旋转运动。上一页下一页返回5-2相关知识

工作台和后立柱装在同一滑板上，可沿床身的水平导轨移动，以调整工件的径向位置或作手动径向进给运动。后立柱上的支架6可通过轴套或顶尖支承在工件心轴的上端，以提高滚切工作的平稳性。二、机床运动的调整计算

(一)加工直齿圆柱齿轮

1.工作运动根据展成法滚齿原理可知，用滚刀加工齿轮时，除具有切削工作运动外，还必须严格保持滚刀与工件之间的运动关系，这是切制出正确齿廓形状的必要条件。因此，滚齿机在加工直齿圆柱齿轮时的工作运动有以下几种。上一页下一页返回5-2相关知识(1)主运动。主运动即滚刀的旋转运动。根据合理的切削速度和滚刀直径，即可确定滚刀的转速。

(2)展成运动。展成运动即滚刀与工件之间的啮合运动。两者应准确地保持一对啮合齿轮的传动比关系。

(3)垂向进给运动。垂向进给运动即滚刀沿工件轴线方向作连续的进给运动，以切出整个齿宽上的齿形。根据合理的工艺条件(滚刀和工件材料)，即可确定滚刀的垂向进给速度。为厂实现上述三个运动，机床就必须具有三条相应的传动链，而每一传动链中，又必须有可调环节(即变速机构)，以保证传动链两端件间的运动关系。图5-16即为加工直齿圆柱齿轮时的滚齿机传动原理图。

上一页下一页返回5-2相关知识2.传动链的调整计算根据上面讨论的机床在加工直齿圆柱齿轮时的运动和传动原理图，即可从图5-17所示的传动系统图中找出各个运动的传动链，并进行运动的调整运算。图中的数字标号表示齿轮的齿数。

(1)主运动传动链。(2)展成运动传动链。(3)垂向进给运动链。

(二)加工斜齿圆柱齿轮

1.工作运动与加工直齿圆柱齿轮时一样，加工斜齿圆柱齿轮时同样需要主运动、展成运动、垂向进给运动。此外，为厂形成螺旋形的轮齿，还必须给工件一个附加运动，这同在铣床上铣螺旋槽相似，即刀具沿工件轴线方向进给一个螺旋线导程时，工件应均匀的转一转。上一页下一页返回5-2相关知识

所以，在加工斜齿圆柱齿轮时，机床必须具有四条相应的传动链来实现上述四个工作运动，图5-18为加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的传动原理图。

2.运动合成机构滚齿机所用的运动合成机构通常是圆柱齿轮或锥齿轮行星机构。图5-19为Y3150型滚齿机所用的运动合成机构。

3.传动链的调整计算

(1)主运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，机床主运动传动链的调整计算与加工直齿圆柱齿轮时相同。

(2)展成运动传动链。

(3)垂向进给运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，垂向进给传动链及其调整计算和加工直齿圆柱齿轮相同。

上一页下一页返回5-2相关知识(4)附加运动传动链。加工斜齿圆柱齿轮时，附加运动传动链的两端件及其运动关系是:当滚刀架带动滚刀垂向移动工件的一个螺旋线导程L时，工件应附加转动士1转。

(三)同步带轮、链轮和蜗轮的加工

Y3150E型滚齿机加工同步带轮和链轮时的传动路线表达式与加工直齿圆柱齿轮的传动路线表达式类似，所不同的是滚刀的齿型。蜗轮的加工，其主传动路线表达式和展成运动的传动路线表达式与加工直齿圆柱齿轮的传动路线表达式类似，进给运动要根据机床的结构和加工要求而定，若机床上有切向进给机构，则可采用切向进给的方法滚切蜗轮;若机床上没有切向进给机构，则要断开直齿圆柱齿轮垂向进给传动链中的离合器M3，采用手动径向进给的方法滚切蜗轮。另外，蜗轮加工也要采用专门的蜗轮滚刀。

上一页下一页返回5-2相关知识三、机床的工作调整

1.运动方向的确定滚刀的旋转方向，一般情况下应按图5-20及图5-21所示的方向转动，当滚刀按图示方向转动时，滚刀的垂向进给运动方向一般是从上向下的，此时工件的展成运动方向只取决于滚刀的螺旋方向(如图5-20及图5-21中实线箭头所示);工件的附加运动方向只取决于工件的螺旋方向(如图5-21的虚线部分所示)。

2.滚刀安装角度的确定滚齿时，为厂切出准确的齿型，应使滚刀和工件处于正确的“啮合”位置，即滚刀在切削点处的螺旋方向应与被加工齿轮齿槽的方向一致。为此，需将滚刀轴线与工件顶面安装成一定的角度，此角度称安装角。

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见图5-21、图5-22所示，滚切斜齿圆柱齿轮时，应尽量采用与工件螺旋方向相同的滚旋线方刀，使滚刀的安装角较小，以有利于提高机床运动的平稳性和加工精度。5-2-3Y3150E型滚齿机典型结构一、滚刀刀架滚齿机刀架部件的儿何精度，对被加工齿轮的齿距误差、齿形误差有直接的影响，GB8064-1987滚齿机检验的19项标准中，涉及到刀架部件有关的就有11项之多。因此，刀架部件是滚齿机的主要关键部件之一。上一页下一页返回5-2相关知识1.Y3150E型滚齿机滚刀刀架结构滚刀刀架结构如图5-23所示。滚刀刀架用于支承滚刀主轴，并带动安装在主轴上的滚刀作垂直进给运动。滚刀刀架由刀架体和刀具溜板两部分组成。

2.滚刀架的常见故障及排除方法滚齿机经长期使用后，滚刀架部件容易出现主轴径向圆跳动和轴向窜动超差、后支架与主轴同轴度误差增大等故障。其主要原因是主轴与滚刀刀杆磨损，前滑动轴承13、后支架滑动轴承17及铜套8磨损所致。滚刀主轴易磨损部位是:主轴与前滑动轴承和铜套的配合表面;主轴锥孔(莫氏5号)与滚刀刀杆锥柄的配合表面。上一页下一页返回5-2相关知识

滚刀主轴的修复或更换应根据其磨损程度来确定。当主轴磨损较小时，可采用研磨法或磨削法予以修复;若主轴磨损、拉毛严重时，应予以更换。滚刀刀杆很容易出现磨损、弯曲、拉毛现象，在使用中应经常对其进行检查，及时更换磨损、变形严重的刀杆。二、工作台的结构、常见故障及排除方法工作台部件既是展成运动传动链的末端件，又是附加运动传动链的首端件，不但运动精度要求高，而且要求抗振好，它是滚齿机的主要部件之一。

1.工作台的结构

Y3150E型滚齿机的工作台结构如图5-24所示，工作台2支承在溜板1的平面圆环导轨上作旋转运动。上一页下一页返回5-2相关知识

该导轨制造容易，热变形后仍能保持接触，摩擦损失小，精度较高，但它只能承受轴向力。工作台2的下部的圆锥体与溜板1上的锥体滑动轴承17精密配合，起定心作用，并承受径向载荷。

2.工作台的常见故障及排除方法工作台经长时间使用，常常会出现工作台的径向跳动、轴向跳动超差，使工件的加工精度、工件的表面粗糙度下降，影响机床加工的平稳性。产生故障的主要原因是:锥体滑动轴承17、平面圆环导轨M和N因长期工作的不均匀磨损且磨损量过大，使工作台与锥体滑动轴承的配合间隙超过标准，而引起回转定心精度下降，工作台与平面圆环导轨间产生轴向窜动;分度蜗杆蜗轮副因长期磨损导致啮合侧隙增大，啮合不良。上一页下一页返回5-2相关知识

因突然事故产生较大冲击，导致分度蜗轮与工作台中心偏斜，甚至可能使分度蜗杆轴产生弯曲变形;工作台部件维护不良，使用不当(主要是超负荷使用)、润滑不良等。如果是修理后的滚齿机出现上述故障，应侧重对锥体滑动轴承17、平面导轨的精度、蜗杆副的修理质量进行检查，采用适当的方法予以修正。滚齿机长期工作，会引起分度蜗杆副的啮合侧隙增大，此时需对其啮合侧隙进行调整。调整的方法有径向调整法和轴向调整法。特别要注意的是:在调整分度蜗杆副侧隙时，应仔细检查各轮齿的磨损状况，发现轮齿表面磨损严重时，应先修复蜗轮，并更换蜗杆后方可进行调整作业;否则，将会破坏其接触精度和传动精度。

上一页下一页返回5-2相关知识(1)径向调整法。Y3150E型滚齿机等中、小型滚齿机，常采用延长渐开线型蜗杆蜗轮。通过调整分度蜗杆径向与蜗轮的中心距，即可调整其啮合侧隙的大小。但是，分度蜗杆副磨损严重时，在调整的同时会破坏其接触精度和传动精度。

(2)轴向调整法。为厂克服径向调整分度蜗杆蜗轮啮合侧隙时会改变其啮合精度的缺点，高精度的齿轮加工机床分度蜗杆副常采用双导程分度副结构。该结构依靠分度蜗杆的轴向移动实现啮合侧隙的调整。双导程蜗杆蜗轮分度副除结构紧凑、调整方便外，还具有调整时始终不会改变分度蜗杆副的啮合精度—传动精度和接触精度的最大特点。但是对于加工大模数齿轮时，容易产生根切现象。上一页下一页返回5-2相关知识

另外，用双导程蜗杆的左右齿面螺旋线导程不相等，并且公称分度圆上的左右齿面螺旋升角也不相等。故修理分度蜗杆时，应分别按原始左右齿面螺旋线升角，调整砂轮的安装角度，才能进行左右齿面的加工。双导程蜗杆的轴向调整，是靠配磨蜗杆轴肩上的垫片厚度来实现的。5-2-4插齿机常见的圆柱齿轮加工机床除滚齿机外，还有插齿机。插齿机主要用于加工直齿圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能滚切的内齿轮和多联齿轮。插齿机用来加工内、外啮合的圆柱齿轮，尤其适用于加工在滚齿机上不能加工的内齿轮和多联齿轮(如图5-25，件1是插齿机刀具主轴、2是插齿刀，3是被加工齿轮)，加工精度一般可达7级。上一页下一页返回5-2相关知识

一、插齿机的工作原理插齿机是按展成法原理来加工齿轮的。插齿刀实质上是一个端面磨有前角，齿顶及齿侧均磨有后角的齿轮。插齿时，插齿刀沿工件轴向作直线往复运动以完成切削主运动，在刀具和工件轮坯作“无间隙啮合运动”过程中，在轮坯上渐渐切出齿廓。加工过程中，刀具每往复一次，仅切出工件齿槽的一小部分，齿廓曲线是在插齿刀切削刃多次相继的切削中，由切削刃各瞬时位置的包络线所形成的，如图5-26、图5-27所示。上一页下一页返回5-2相关知识

二、插齿机的工作运动加工直齿圆柱齿轮时的加工原理如图5-30所示。

1.主运动插齿刀沿其轴线(即沿工件的轴向)所作的直线往复运动A2(

图5-27(b))。它是一个简单的成型运动，用以形成轮齿齿面的导线—直线。

2.展成运动加工过程中，插齿刀和工件必须保持一对圆柱齿轮的啮合运动关系即在插齿刀转过一个齿时工件也转过一个齿。

3.圆周进给运动上一页下一页返回5-2相关知识

插齿刀绕自身轴线的旋转运动，其旋转速度的快慢决定厂工件转动的快慢，也直接关系到插齿刀的切削负荷、被加工齿轮的表面质量、机床生产率和插齿刀的使用寿命。

4.径向切入运动开始插齿时，如插齿刀立即径向切人工件至全齿深，将会因切削负荷过大而损坏刀具和工件。为厂避免这种情况，工件应逐渐地向插齿刀作径向切人。

5.让刀运动插齿刀向上运动(空行程)时，为厂避免擦伤工件齿面和减少刀具磨损，刀具和工件间应让开一小段距离(一般为0.5mm的间隙)，而在插齿刀向下开始工作行程之前，又迅速恢复到原位，以便刀具进行下一次切削，这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。上一页下一页返回5-2相关知识

插齿机的让刀运动可以由安装工件的工作台移动来实现，也可由刀具主轴摆动得到。三、插齿机的传动原理

图5-28为插齿机传动原理图，传动链中有3个成型运动的传动链。当加工斜齿圆柱齿轮时，插齿刀主轴及机床导轨应依靠螺旋导轨形成螺旋转动，插齿刀应具有一定大小的螺旋角，如图5-29所示。四、Y5132型插齿机

1.Y5132型插齿机组成

Y5132型插齿机主要由床身1、立柱2、刀架3、插齿刀主轴4、工作台5、挡块支架6、工作台溜板7等部分组成，其外形结构如图5-30所示。上一页下一页返回5-2相关知识2.Y5132型插齿机传动系统分析

Y5132型插齿机传动系统如图5-31所示。

(1)展成运动传动链。由传动原理图，可见展成运动传动链联系插齿刀旋转和工件旋转。

(2)主运动传动链。主运动传动链是联系主电动机与曲柄偏心盘之间的传动链。运动由双速电动机经轴I传至轴II。轴II端部是一个曲柄偏心机构，把旋转运动转变为上下往复运动。刀具主轴每分钟上下往复行程次数由轴I、轴II司变速齿轮组调整，再加上双速电动机的两种转速，得到六组具有高速和低速的刀具主轴每分钟上下往复行程次数。加工工件时可选用其中任一级速度，也可以自动转换。上一页下一页返回5-2相关知识(3)圆周进给传动链。圆周进给传动链是联系插齿刀上下往复运动和插齿刀旋转运动的传动链。

Y5132型插齿机的圆周进给传动链中设计有变向机构(轴VII至轴VIII间)，用以同时改变插齿刀与工件的旋转方向，确定展成运动方向(图5-32)。设计变向机构的日的是充分利用插齿刀的两个侧刃。

2.Y5132型插齿机的部分结构

(1)刀具主轴和让刀机构。插齿刀向上运动(空行程)时，为厂避免擦伤工件齿面和减少刀具磨损，刀具和工件间应让开一小段距离(一般为0.5mm的间隙)，而在插齿刀向下开始工作行程之前，又迅速恢复到原位，以便刀具进行下一次切削，这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。Y5132型插齿机让刀运动由刀具主轴摆动得到，如图5-33。上一页下一页返回5-2相关知识(2)径向切人机构。插齿时插齿刀要相对于工件作径向切人运动，直至全齿深时刀具与工件再继续对滚至工件转1r，全部轮齿即切削完毕，这种方法称为一次切人。如图5-34所示。

5-2-5其他齿轮加工机床简介一、Y54插齿机简介

1.Y54型插齿机运动

图5-35为Y54型插齿机的外形结构图。Y54型插齿机插齿刀的上下往复移动为主运动，插齿刀和工件的啮合运转为展成运动，插齿刀的径向移动为径向进给运动，工件的移动为让刀运动，其工作原理如

图5-36所示。

上一页下一页返回5-2相关知识2.主要用途用于加工内、外啮合的圆柱齿轮的轮齿齿面，尤其适合于加工内齿轮和多联齿轮中的小齿轮。二、弧齿锥齿轮铣齿机

图5-37为弧齿锥齿轮铣齿机的外形结构图。用弧齿锥齿轮铣刀盘按展成法粗、精加工弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮齿部的齿轮加工机床。弧齿锥齿轮铣齿机广泛用于机器制造业，尤在汽车、拖拉机工业中使用最多。弧齿锥齿轮铣齿机的变型很多，有结构简单、不带展成运动的粗切机，也有带展成运动的粗切机，还有专门精切大轮的拉齿机、专切大轮和兼切大、小轮的铣齿机等。上一页下一页返回5-2相关知识

三、磨齿机磨齿机多用于对淬硬的齿轮进行齿廓的精加工。齿轮精度可达6级或更高。一般先由滚齿机或插齿机切出轮齿后再磨齿，有的磨齿机也可直接在齿轮坯件上磨出轮齿，但只限于模数较小的齿轮。按齿廓的形成方法，磨齿机有成型法和展成法两种。大多数类型的磨齿机均以展成法来加工齿轮，如图5-38。

1.蜗杆砂轮磨齿机这种磨齿机用直径很大的修整成蜗杆形的砂轮磨削齿轮，所以称蜗杆砂轮磨齿机。其工作原理与滚齿机相似，如图5-38(a)。上一页下一页返回5-2相关知识2.锥形砂轮磨齿机锥形砂轮磨齿机是利用齿条和齿轮啮合原理来磨削齿轮的，又称分度磨齿法。用砂轮代替齿条，将齿廓修整成齿条的直线齿廓。当砂轮按切削速度高速旋转，并沿工件齿线方向作直线往复运动时，砂轮两侧锥面的母线就形成厂假想齿条的一个齿廓，如图5-38(b)，加工时，被切齿轮在假想齿条上滚动的同时进行移动，与砂轮保持齿条和齿轮的啮合运动关系，是砂轮锥面包络出渐开线齿形。图5-39为锥形砂轮磨齿机传动原理图。上一页下一页返回5-2相关知识

四、剃齿机用齿轮状的剃齿刀按螺旋齿轮啮合原理由刀具带动工件(或工件带动刀具)自由旋转对圆柱齿轮进行精加工的齿轮加工机床。剃齿机用于对预先经过滚齿或插齿的硬度不大于HRC48的直齿或斜齿轮进行剃齿(见齿轮加工)，加附件后还可加工内齿轮。被加工齿轮最大直径可达5m，但以500mm以下的中等规格剃齿机使用最广。剃齿精度为7一6级，表面粗糙度为Ra0.63~0.32um。剃齿机的布局有卧式和立式两种。卧式剃