渐开线齿轮加工工艺

1、渐开线齿轮加工工艺,第一部分,渐开线的基本知识,1、渐开线的定义,当直线W沿着圆B的圆周作无滑动的纯滚动时，直线W上任一点A的运动A1Ai (i=1，2，3 )，称为圆B的渐开线。,2、渐开线的形成,在一个圆盘的圆周上，绕着一根绳，绳头上栓一支铅笔，拉紧绳子，逐渐展开，笔尖所画出来的曲线，即是渐开线。,1、展开线段A1K的长度等于它所绕基圆B的弧长AK。 2、发生线A1K是基圆B的切线，也是渐开线AA1的法线。,3、渐开线的性质,3、同一基圆所生成的两条同向渐开线间的法线距离相等。同一基圆所生成的两条反向渐开线的公法线长度处处相等，都等于基圆上的圆弧长。 4、渐开线上各点的曲率半径不相等。 5

2、、渐开线的形状取决于基圆的大小。 6、基圆内没有渐开线。,第二部分,齿轮的基本加工方法,一、渐开线齿轮的加工方法,按渐开线齿轮的加工原理，分为2类： 1、成形法。 2、展成法。,1、成形法,使用与齿槽形状相同的成形刀具加工出齿形，齿的形状由刀刃的形状决定。 主要有铣齿和拉齿。 特点：刀具简单，操作方便，加工精度低，效率低，适合单件生产。,冲齿也是成形加工的一种，生产效率高，适用于钢板类齿轮。 浙江中马生产的EG20、EG30起动离合器齿轮，EG20、EG02起动齿轮、EG30变档轴齿轮，其齿轮是冲压成形的。,3、展成法原理,利用齿轮啮合原理，即刀具和毛坯在啮合运动中切削加工齿轮的方法。采用与齿

3、轮齿形相共轭的渐开线齿形或齿条形工具，只要刀具的基圆齿距与齿轮基圆齿距相等并作正确的啮合运动，就能切削出与基切削刃齿形相共轭的齿形。,4、展成法形式与特点,主要为滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿轮。 特点： 1、效率高，齿轮精度高，可加工各种形状复杂的齿轮。 2、齿形为刀具切削刃在连续切削的过程中所形成的包络线。 3、刀具的模数和压力角与被加工齿轮的模数和压力角必须相同。 4、一把刀可以加工不同齿数的齿轮。 5、需专用机床。,二、滚齿,可加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗杆。 其生产效率高，精度较高，是齿轮生产应用最广泛的一种加工方法。 可加工5、6、7、8、9级精度的齿轮。,1、滚齿原理,滚齿是利用齿轮

4、齿条啮合原理进行加工。 把滚刀外观视为阿基米德蜗杆，以其轴向剖面为标准参数的滚切齿轮的基本齿条。当滚刀转动时，齿条便连续地向 一个方向移动。蜗杆转动一周，轴向齿上定点向前移动 一个齿距。,2、滚齿齿廓的形成,当齿条以速度前进，齿轮以角速度转动，r为齿轮的节圆半径，当 = r 时，齿条的节线与齿轮的节圆作滚动，齿条占据、的位置，这样齿条上的定点，就 包络出渐开线齿形的曲线。,3、滚齿齿廓的形成,右图为齿条刀齿顺序进入被切齿轮齿槽的各个位置，包络出来的渐开线齿形。,4、滚齿的基本运动,1、齿轮的分齿运动。 2、滚刀旋转的切削运动。 3、滚刀的垂直进给运动。,5、滚齿刀的结构,滚刀的外形如右图所示。

5、 常用的滚刀结构为阿基米德蜗杆，其轴向剖面具有直线齿形的螺纹。主要特点是制造、检验方便。,5、滚齿刀的主要参数,1、滚刀的外径da和孔径D 2、滚刀的长度L 3、滚刀的槽数 多为8-12槽 4、容屑槽形式 直槽和螺旋槽两种 滚刀标准：GB6083-85,6、齿坯的安装,1、盘形类齿轮 a、内孔、端面定位。 b、外圆、端面定位。,6、齿坯的安装,2、轴类齿轮 c、两顶尖孔定位。 d、顶尖孔和轴颈定位。,7、滚齿的应用举例,1、各机型起动惰轮的大齿轮。 2、各种齿轮剃齿前，齿形采用滚齿获得，如GN125的初级从动齿轮。,三、插齿,可加工圆柱齿轮(包括内外啮合形式的直齿和斜齿齿轮)、齿条、多联齿轮。

6、 尤其加工内齿轮、多联齿轮，更能体现插齿的优点。,1、插齿的工作原理,和滚齿一样，也是展成法加工齿轮。其原理为一对圆柱齿轮作无间隙啮合，其中一个“齿轮”上插齿刀，另一个“齿轮”是被加工的工件。插齿刀作往复直线运动，同时插齿刀和工件旋转，插齿刀转过一齿，工件也转过一齿。,2、插齿的齿廓形成,插齿刀和工件两者之间的展成运动的包络线，就切出了工件的齿形。,3、插齿的基本运动,1、主轴往复运动。 2、圆周进给运动。 3、径向进给运动。 4、让刀运动。,4、插齿刀的结构分类,1、盘形插齿刀。 2、碗形插齿刀。 3、筒形插齿刀。 4、锥柄插齿刀。,5、齿坯的安装,多采用内孔、端面定位，再用螺母锁紧。,6、

7、插齿的应用举例,各机型的起动惰轮中小齿轮，均采用插齿加工，见右图。,四、剃齿,适宜加工未经淬硬或调质处理的圆柱外啮合的直齿、斜齿。 可加工6、7、8级精度齿轮。 EG33正时齿轮，最终齿形采用剃齿加工，如右图示。,1、剃齿的工作原理,利用一对交错轴齿轮的啮合传动时，齿宽方向上有相对滑动的原理。剃齿刀的齿廓上开有许多小槽，形成切削刃面。剃齿刀与被剃齿轮作无间隙的自由啮合，在进刀压力下，相对滑动就能从被剃的齿面上象剃胡须似的刮削掉一层极薄的金属。,2、剃齿的基本运动,1、剃齿刀的正反转动。 2、剃齿刀的径向移动（进退刀）。 3、工件齿轮的轴向往复运动。,3、剃齿刀的结构,目前广泛使用圆盘形剃齿刀。

8、其实际上是一个斜齿圆柱齿轮，在每个齿的两侧面开有许多与端面平行的小槽来形成刀刃，并在工作时容纳切屑和切削液。 剃齿刀安装孔为63.5 mm，用键与主轴相配。,4、剃齿的应用举例,1）、CG125正时齿轮、凸轮齿轮，见右上图。 2）、HJ125T-9 、 HS125T 、HJ100T 等机型的后轮驱动轴、后传动惰轮组合、末级从动齿轮，见右下图。 热处理前的齿形加工为剃齿。,五、珩齿,珩齿是提高淬火齿轮齿面质量的一种加工方法。可以消除热处理后产生的氧化皮，去除毛刺及压痕，具有较高的生产效率。,1、珩齿的工作原理,珩齿是利用含有磨料的塑料珩磨轮，带动被珩齿轮自由转动，借助于齿面间的压力和相对滑动进行

9、切削。工作原理与剃齿基本相同，但珩轮没有剃齿刀那样的刃口，而是依靠齿面无数锋利的砂粒在相对滑动下进行切削。,2、珩磨轮的结构,珩磨轮实际也是一个齿轮。采用钢材为轮坯，外径环槽上套上由塑料材料浇注而成的珩磨轮。 分为内珩磨轮和外珩磨轮，其中外珩磨轮应用最多。 右图为外珩磨轮实物。,3、珩齿的应用举例,1）、GN125初级从动齿轮，见右上图。 2）、HJ125T-9 、 HS125T 、HJ100T 等机型的后轮驱动轴、后传动惰轮组合、末级从动齿轮，见右下图。 最终齿面加工为珩齿，其齿面有轻微发亮。,六、磨齿,磨齿可以使用轮齿达到很高的精度和很细的表面粗糙度，许多重要的齿轮，如航空齿轮、精密机床齿

10、轮，一般都要经过磨齿。 济南汇九齿轮厂生产的AX100 和GN125初级主动齿轮，采用磨齿加工。,1、磨齿的工作原理,磨齿分为仿形法和展成法两大类。 1)、仿形法 将砂轮修整成齿轮的齿槽形状，进行磨齿加工。 如右图的图d)。,1、磨齿的工作原理,2)、展成法 根据齿轮和齿条啮合原理。将砂轮构成假想齿条齿的单侧或双侧，在工件滚动中，利用砂轮磨削平面包络出渐开线齿形。 如右图的图a) 、b)、c) 。,2、磨齿的应用举例,济南汇九生产的AX100初级主动齿轮(右上图)和GN125初级主动齿轮（右下图），齿形最终加工采用磨齿工艺，其齿面特别光亮。,第三部分,典型齿轮的加工流程,齿轮加工基本流程,齿轮

11、的加工，主要是齿坯的加工、齿形的加工和热处理。 下面以GN125初级从动齿轮的加工流程作说明: 锻坯成形 齿坯加工 滚齿 倒棱 剃齿 热处理 抛丸 压装衬套 精镗内孔 珩齿 清洗防锈 啮合检查 包装入库。,1、锻坯成型,锻坯成型，利用锻压机的强大压力，将钢材在模具中挤压成所需的毛坯形状。 右上图为EG33电起动齿轮的齿轮毛坯，左下图为EG21起动惰轮的毛坯。,2、齿坯加工,主要通过车削、铣削、钻削、刨削等方法加工，以得到齿坯。 目前齿坯的加工多采用数控机床加工。 右图为GN125初级从动齿轮的齿坯加工和完成的齿坯。,3、滚齿,将齿坯加工出来齿形，在数控滚齿机上进行。 右图为GN125初级从动齿

12、轮的滚齿过程和滚齿后的零件。,4、倒棱,在倒棱机上进行，砂轮片沿齿端面轮廓打磨，去除齿端的尖角。 右图为GN125初级从动齿轮的倒棱过程。,5、剃齿,修整齿轮的齿面，获得最终的齿形，在剃齿机上进行。 右图为GN125初级从动齿轮的剃齿过程。,6、热处理,采用渗碳淬火工艺，提高表面硬度，在连续多用炉内进行。 右上图为多用炉，右边第一台为主炉，进行渗碳淬火，右边第二台为清洗机，左边两台为回火炉。右下图为GN125初级从动齿轮装炉时零件摆放情况。,7、抛丸,将细小的钢丸高速打在零件表面，清理热处理后零件表面的氧化皮、油泥。 右图为抛丸机，机前面为零件挂具。,8、压装衬套,用压力机将2个铜衬套压入齿轮内孔。 右图为衬套压装过程。,9、精镗内孔,在镗床上将内孔尺寸加工至最终尺寸250.0065。 右图为镗孔过程。,10、