1、插齒與滾齒的區別：一個齒輪的加工過程是由若干工序組成的。為了獲得符合精度要求的齒輪，整個加工過程都是圍繞著齒形加工工序服務的。齒形加工方法很多，按加工中有無切削，可分為無切削加工和有切削加工兩大類。無切削加工包括熱軋齒輪、冷軋齒輪、精鍛、粉末冶金等新工藝。無切削加工具有生產率高，材料消耗少、成本低等一系列的優點，目前已推廣使用。但因其加工精度較低，工藝不夠穩定，特別是生產批最小時難以采用，這些缺點限制了它的使用。齒形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齒形的主要加工方法。按其加工原理可分為成形法和展成法兩種。成形法的特點是所用刀具的切削刃形狀與被切齒輪輪槽的形狀相同，如圖 9-3 所示。

2、用成形原理加工齒形的方法有：用齒輪銃刀在銃床上銃齒、用成形砂輪磨齒、用齒輪拉刀拉齒等方法。這些方法由于存在分度誤差及刀具的安裝誤差，所以加工精度較低，一般只能加工出910 級精度的齒輪。此外，加工過程中需作多次不連續分齒，生產率也很低。因此，主要用于單件小批最生產和修配工作中加工精度不高的齒輪。展成法是應用齒輪嚙合的原理來進行加工的，用這種方法加工出來的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡線。齒數不同的齒輪，只要模數和齒形角相同，都可以用同一把刀具來加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、剃齒、玲齒和磨齒等方法。其中剃齒、玲齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產率都較高，刀具

3、通用性好，所以在生產中應用十分廣泛。一、滾齒（一）滾齒的原理及工藝特點滾齒是齒形加工方法中生產率較高、應用最廣的一種加工方法。在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當于一對螺旋齒輪作無側隙強制性的嚙合，見圖 9-24 所示。滾齒加工的通用性較好，既可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪；既可加工漸開線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形; 既可加工大模數齒輪，大直徑齒輪。滾齒可直接加工 89 級精度齒輪，也可用作7 級以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的運動精度，但因滾齒時齒面是由滾刀的刀齒包絡而成，參加切削的刀齒數有限，因而齒面的表面粗糙度較粗。為了提高滾齒的加工精度和齒面質景，宜將粗精滾齒分開。

4、（二）滾齒加工質景分析1. 影響傳動精度的加工誤差分析影響齒輪傳動精度的主要原因是在加工中滾刀和被切齒輪的相對位置和相對運動發生了變化。相對位置的變化（幾何偏心）產生齒輪的徑向誤差；相對運動的變化（運動偏心）產生齒輪的切向誤差。（1）齒輪的徑向誤差齒輪徑向誤差是指滾齒時，由于齒坯的實際回轉中心與其基準孔中心不重合，使所切齒輪的輪齒發生徑向位移而引起的周節累積公差，如圖 9-4 所示。齒輪的徑向誤差一般可通過測景齒圈徑向跳動fr 反映出來。切齒時產生齒輪徑向誤差的主要原因如下： 調整夾具時，心軸和機床工作臺回轉中心不重合。 齒坯基準孔與心軸間有間隙，裝夾時偏向一邊。 基準端面定位不好，夾緊后內孔

5、相對工作臺回轉中心產生偏心。（2） 齒輪的切向誤差齒輪的切向誤差是指滾齒時，實際齒廓相對理論位置沿圓周方向（切向）發生位移，如圖9-5 所示。當齒輪出現切向位移時，可通過測景公法線長度變動公差 fw 來反映。切齒時產生齒輪切向誤差的主要原因是傳動鏈的傳動誤差造成的。在分齒傳動鏈的各傳動元件中，對傳動誤差影響最大的是工作臺下的分度蝸輪。分度蝸輪在制造和安裝中與工作臺回轉中心不重合（運動偏心），使工作臺回轉中發生轉角誤差，并復映給齒輪。其次，影響傳動誤差的另一重要因素是分齒掛輪的制造和安裝誤差，這些誤差也以較大的比例傳遞到工作臺上。2 插齒與滾齒的區別2. 影響齒輪工作平穩性的加工誤差分析影響齒輪

6、傳動工作平穩性的主要因素是齒輪的齒形誤差ff 和基節偏差 fpbo 齒形誤差會引起每對齒輪嚙合過程中傳動比的瞬時變化；基節偏差會引起一對齒過渡到另一對齒嚙合時傳動比的突變。齒輪傳動由于傳動比瞬時變化和突變而產生噪聲和振動，從而影響工作平穩性精度。滾齒時，產生齒輪的基節偏差較小，而齒形誤差通常較大。下面分別進行討論。(1) 齒形誤差齒形誤差主要是由于齒輪滾刀的制造刃磨誤差及滾刀的安裝誤差等原因造成的，因此在滾刀的每一轉中都會反映到齒面上。常見的齒形誤差有如圖 9-6 所示的各種形式。圖a 為齒面出棱、圖b 為齒形不對稱、圖 c 為齒形角誤差、圖 d 為齒面上的周期性誤差、圖e 為齒輪根切。由于齒

7、輪的齒面偏離了正確的漸開線，使齒輪傳動中瞬時傳動比不穩定，影響齒輪的工作平穩性。(2) 基節極限偏差滾齒時，齒輪的基節極限偏差主要受滾刀基節偏差的影響。滾刀基節的計算式為：pb0=pn0cosa 0=pt0cos 入 0cos a 0qpt0cos a 0 式中： pb0滾刀基節；pn0滾刀法向齒距；pt0滾刀軸向齒距；a 0一刀法向齒形角；入 0 - 袤刀分度圓螺旋升角，一般很小，因此cos 入 0 氣 1由上式可見，為減少基節偏差，滾刀制造時應嚴格控制軸向齒距及齒形角誤差，同時對影響齒形角誤差和軸向齒距誤差的刀齒前刀面的非徑向性誤差也要加以控制。3. 影響齒輪接觸精度的加工誤差分析齒輪齒面

8、的接觸狀況直接影響齒輪傳動中載荷分布的均勻性。滾齒時，影響齒高方向的接觸精度的主要原因是齒形公差 ff 和基節極限偏差 fpb。影響齒寬方向的接觸精度的主要原因是齒向公差 f3o 產生 齒向公差的主要原因：(1) 滾齒機刀架導軌相對于工作臺回轉軸線存在平行度誤差，如97所示。(2) 齒坯裝夾歪斜由于心軸、齒坯基準端面跳動及墊圈兩端面不平行等引起的齒坯安裝歪斜，會產生齒向誤差，如圖9- 8 所示。(3) 滾切斜齒輪時，除上述影響因素外，機床差動掛輪計算的誤差，也會影響齒輪的齒向誤差。4. 提高滾齒生產率的途徑(1) 高速滾齒近年來，我國已開始設計和制造高速滾齒機，同時生產出鋁高速鋼(mo5a1)

9、 滾刀。滾齒速度由一般v=30m/min 提高到 v=100m/min 以上, 軸向進給 h 仁 1.38mm/r ? 2.6mm/r, 使生產率提高25%。國外用高速鋼滾刀滾齒速度已提高到100 m/min ? 150 m/min ；硬質合金滾刀已試驗到400 m/min 以上。總之，高速滾齒具有一定的發展前途。(2) 采用多頭滾刀可明顯提高生產率，但加工精度較低，齒面粗糙，因而多用于粗加工中。當齒輪加工精度要求較高時，可采用大直徑滾刀，使參加展成運動的刀齒數增加，加工齒面粗糙度較細。（3）改進滾齒加工方法a. 多件加工 將幾個齒坯串裝在心軸上加工，可以減少滾刀對 每個齒坯的切入切出時間及裝

10、卸時間。b. 采用徑向切入滾齒時滾刀切入齒坯的方法有兩種：徑向切入和軸向切入。徑向切入比軸向切入行程短，可節省切入時間，對大直徑滾刀滾齒時尤為突出。c. 采用軸向竄刀和對角滾齒滾刀參與切削的刀齒負荷不等，磨損不均，當負荷最重的刀齒磨損到一定程度時，應將滾刀沿其軸向移動一段距離（即軸向竄刀）后繼續切削，以提高刀具的使用壽命。對角滾齒是滾刀在沿齒坯軸向進給的同時，還沿滾刀刀桿軸向連續移動，兩種運動的合成，使齒面形成對角線刀痕，不僅降低了齒面粗糙度，而且使刀齒磨損均勻，提高了刀具的使用壽命和耐用度，如圖 9-9 所示。3 插齒與滾齒的區別二、插齒（一）插齒原理及運動1. 插齒原理從插齒過程的原理上分

11、析，如圖9-10 所示，插齒刀相當于一對軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合。插齒刀實質上就是一個磨有前后角并具有切削刃的齒輪。2. 插齒的主要運動有 : (1) 切削運動插齒刀的上、下往復運動。(2) 分齒展成運動插齒刀與工件之間應保持正確的嚙合關系。插齒刀往復一次，工件相對刀具在分度圓上轉過的弧長為加工時的圓周進給景，故刀具與工件的嚙合過程也就是圓周進給過程。(3) 徑向進給運動 插齒時，為逐步切至全齒深，插齒刀應有徑向進給 m fro(4) 讓刀運動插齒刀作上下往復運動時，向下是切削行程。為了避免刀具擦傷已加工的齒面并減少刀齒的磨損，在插齒刀向上運動時，工作臺帶動工件退出切削區一段距離 ( 徑向

12、) 。插齒刀工作行程時 , 工作臺再恢復原位。( 二)插齒的工藝特點插齒和滾齒相比，在加工質景，生產率和應用范圍等方面都有其特點。1. 插齒的加工質景(1)插齒的齒形精度比滾齒高滾齒時，形成齒形包絡線的切線數最只與滾刀容屑槽的數目和基本蝸桿的頭數有關，它不能通過改變加工條件而增減；但插齒時，形成齒形包絡線的切線數最由圓周進給景的大小決定，并可以選擇。此外，制造齒輪滾刀時是近似造型的蝸桿來替代漸開線基本蝸桿，這就有造形誤差。而插齒刀的齒形比較簡單，可通過高精度磨齒獲得精確的漸開線齒形。所以插齒可以得到較高的齒形精度。(2)插齒后齒面的粗糙度比滾齒細這是因為滾齒時，滾刀在齒向方向上作間斷切削，形成

13、如圖9-11a 所示的魚鱗狀波紋；而插齒時插齒刀沿齒向方向的切削是連續的，如圖9 11b 所示。所以插齒時齒面粗糙度較細。(3) 插齒的運動精度比滾齒差這是因為插齒機的傳動鏈比滾齒機多了一個刀具蝸輪副，即多了一部分傳動誤差。另外，插齒刀的一個刀齒相應切削工件的一個齒槽，因此，插齒刀本身的周節累積誤差必然會反映到工件上。而滾齒時，因為工件的每一個齒槽都是由滾刀相同的 2? 3 圈刀齒加工出來，故滾刀的齒距累積誤差不影響被加工齒輪的 齒距精度，所以滾齒的運動精度比插齒高。(4) 插齒的齒向誤差比滾齒大插齒時的齒向誤差主要決定于插齒機主軸回轉軸線與工作臺回轉軸線的平行度誤差。由于插齒刀工作時往復運動

14、的頻率高，使得主軸與套筒之間的磨損大，因此插齒的齒向誤差比滾齒大。所以就加工精度來說，對運動精度要求不高的齒輪，可直接用插齒來進行齒形精加工，而對于運動精度要求較高的齒輪和剃前齒輪( 剃齒不能提高運動精度 ) ，則用滾齒較為有利。2 .插齒的生產率切制模數較大的齒輪時，插齒速度要受到插齒刀主軸往復運動慣性和機床剛性的制約；切削過程又有空程的時間損失, 故生產率不如滾齒高。只有在加工小模數、多齒數并且齒寬較窄的齒輪時，插齒的生產率才比滾齒高。 . 3. 滾插齒的應用范圍：(1) 加工帶有臺肩的齒輪以及空刀槽很窄的雙聯或多聯齒輪，只能用插齒。這是因為：插齒刀切出”時只需要很小的空間，而滾齒則滾刀會

15、與大直徑部位發生干涉。(2) 加工無空刀槽的人字齒輪，只能用插齒；(3) 加工內齒輪，只能用插齒。(4) 加工蝸輪，只能用滾齒。(5) 加工斜齒圓柱齒輪，兩者都可用。但滾齒比較方便。插制斜齒輪時，插齒機的刀具主軸上須設有螺旋導軌，來提供插齒刀的螺旋運動，并且要使用專門的斜齒插齒刀，所以很不方便。4 插齒與滾齒的區別( 三)提高插齒生產率的途徑1. 提高圓周進給景可減少機動時間，但圓周進給景和空行程時的讓刀景成正比，因此，必須解決好刀具的讓刀問題。2. 挖掘機床潛力增加往復行程次數，采用高速插齒。有的插齒機每分鐘往復行程次數可達1200? 1500 次/min,最高的 可達到 2500 次/mi

16、n。比常用的提高了3? 4 倍，使切削速度大大提高，同時也能減少插齒所需的機動時間。3. 改進刀具參數，提高插齒刀的耐用度，充分發揮插齒刀的切削性能。如采用w18cr4v 插齒刀，切削速度可達到60m/min ；加大前角至15 ,后角至 9 ,可提高耐用度 3 倍；在前刀面磨出1? 1.5 mm 寬的平 臺，也可提高耐用度 30%左右。三、剃齒( 一) 剃齒原理剃齒加工是根據一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個角度，如圖9- 12a 所示，剃齒刀為主動輪 1,被切齒輪為從動輪2,它們的嚙合為無側隙雙面嚙合的自由展成運動。在嚙合傳動中，由于軸線交叉角的存在，齒面

17、間沿齒向產生相對滑移，此滑移速度v 切=(vt2-vt1) 即為剃齒加工的切削速度。剃齒刀的齒面開槽而形成刀刃，通過滑移速度將齒輪齒面上的加工余景切除。由于是雙面嚙合，剃齒刀的兩側面都能進行切削加工，但由于兩側面的切削角度不同，一側為銳角，切削能力強；另一側為鈍角，切削能力弱，以擠壓擦光為主，故對剃齒質最有較大影響。為使齒輪兩側獲得同樣的剃削條件，則在剃削過程中，剃齒刀做交替正反轉運動。剃齒加工需要有以下幾種運動：1. 剃齒刀帶動工件的高速正、反轉運動一基本運動。2. 工件沿軸向往復運動 - 使齒輪全齒寬均能剃出3. 工件每往復一次做徑向進給運動- 以切除全部余景。綜上所述，剃齒加工的過程是剃

18、齒刀與被切齒輪在輪齒雙面緊密嚙合的自由展成運動中，實現微細切削過程，而實現剃齒的基本條件是軸線存在一個交叉角，當交叉角為零時，切削速度為零，剃齒刀對工件沒有切削作用。( 二) 剃齒特點1. 剃齒加工精度一般為6? 7 級，表面粗糙度ra 為 0.8? 0.4 用 于未淬火齒輪的精加工。2. 剃齒加工的生產率高，加工一個中等尺寸的齒輪一般只需2 ?4 min,與磨齒相比較，可提高生產率10 倍以上。3. 由于剃齒加工是自由嚙合，機床無展成運動傳動鏈，故機床結構簡單，機床調整容易。表 9-5 剃齒余景 (mm) 模數剃齒余 h1 ? 1.75 0.07 2? 3 0.08 3.25 ? 4 0.0

19、9 4? 5 0.10 5.5 ? 6 0.11 四、玲齒淬火后的齒輪輪齒表面有氧化皮，影響齒面粗糙度，熱處理的變形也影響齒輪的精度。由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，但也可以采用玲齒進行精加工。玲齒原理與剃齒相似，玲輪與工件類似于一對螺旋齒輪呈無側隙嚙合，利用嚙合處的相對滑動，并在齒面間施加一定的壓力來進行暗齒。玲齒時的運動和剃齒相同。即玲輪帶動工件高速正、反向轉動，工件沿軸向往復運動及工件徑向進給運動。與剃齒不同的是開車后一次徑向進給到預定位置，故開始時齒面壓力較大，隨后逐漸減小，直到壓力消失時玲齒便結束。玲輪由磨料（通常80#? 180#粒度的電剛玉）和環氧樹脂等原料混合后在鐵芯澆鑄而成

20、。玲齒是齒輪熱處理后的一種精加工方法。與剃齒相比較，玲齒具有以下工藝特點：（1）玲輪結構和磨輪相似，但暗齒速度甚低（通常為1? 3m/s）,加之磨粒粒度較細，玲輪彈性較大，故玲齒過程實際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過程。5 插齒與滾齒的區別(2)玲齒時，齒面間隙沿齒向有相對滑動外，沿齒形方向也存在滑動，因而齒面形成復雜的網紋，提高了齒面質景，其粗糙度可從ra1.6 皿降到 ra0.8? 0.4 皿(3) 玲輪彈性較大，對玲前齒輪的各項誤差修正作用不強。因此，對玲輪本身的精度要求不高，玲輪誤差一般不會反映到被玲齒輪上。(4) 玲輪主要用于去除熱處理后齒面上的氧化皮和毛刺。玲齒余景一般不超過

21、 0.025mm, 玲輪轉速達到1000 r/min 以上，縱向進給景為0.05 ?0.065mm/r 。(5) 玲 輪 生 產 率甚 高 ，一般一分鐘玲一個，通過3? 5 次往復即可完成。五、磨齒磨齒是目前齒形加工中精度最高的一種方法。它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬的齒輪。磨齒精度4? 6 級，齒面粗糙度為ra0.8? 0.2 urn 對齒輪誤差及熱處理變形有較強的修正能力。多用于硬齒面高精度齒輪及插齒刀、剃齒刀等齒輪刀具的精加工。其缺點是生產率低，加工成本高，故適用于單件小批生產。( 一) 磨齒原理及方法根據齒面漸開線的形成原理，磨齒方法分為仿形法和展成法兩類。仿形法磨齒是用成形砂輪直

22、接磨出漸開線齒形，目前應用甚少；展成法磨齒是將砂輪工作面制成假想齒條的兩側面，通過與工件的嚙合運動包絡出齒輪的漸開線齒面。下面介紹幾種常用的磨齒方法：1. 錐面砂輪磨齒采用這類磨齒方法的有y7131 和 y7132 型磨齒機。它們是利用假想齒條與齒輪的強制嚙合關系進行展成加工，如圖9-14 所示由于齒輪有一定的寬度，為了磨出全部齒面，砂輪還必須沿齒輪軸向作往復運動。軸向往復運動和展成運動結合起來使磨粒在齒面上的磨削軌跡，如圖 9- 15 所示。2. 雙片蝶形砂輪磨齒圖 9 - 16 所示雙片蝶形砂輪磨齒。兩片蝶形砂輪磨齒構成假想齒條的兩個側面。磨齒時砂輪只在原位回轉（n0）;工件作相應的正反轉動 （n）和往復移動（ v）,形成展成運動。為了磨出工件全齒寬，