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1、 減 速 器 制 造 技 術(shù) （講義稿） i 【減速器制造技術(shù)】 目 錄 1 概述 1.1常用機(jī)床 1.2齒輪加工機(jī)床 1.3齒輪齒形的常用切削方法 1.4齒輪材料及常用熱處理 1.5常用齒輪刀具 2 減速器主要零部件工藝余量 2.1 工藝留量規(guī)范 2.1.1 齒輪軸調(diào)質(zhì)余量 2.1.2 齒圈齒套類調(diào)質(zhì)余量 2.1.3機(jī)體類人工時(shí)效留量 2.1.4 行星減速器轉(zhuǎn)架調(diào)質(zhì)留量 2.1.5 硬齒面齒輪預(yù)備熱處理高溫正火留量 2.1.6 滲碳淬火齒輪單面留量 2.1.7 硬齒面齒輪公法線留量（齒厚留量

2、） 2.1.8 臺(tái)階倒角與余量的關(guān)系 2.1.9 臺(tái)階圓角半徑 2.1.10 軸類磨削余量 2.1.11 平面磨削余量 2.1.12 孔類磨削余量 2.2 滲碳淬火硬齒面齒輪類加工工藝過程留量原則 2.2.1 留量?jī)?nèi)容 2.2.2 留量原則 3 齒輪加工方法及工藝過程 3.1 齒輪制造工藝概況 3.2 圓柱齒輪加工方法 3.2.1滾齒 3.2.2 插齒 3.2.3銑齒 3.2.4梳齒 3.2.5 磨齒 3.2.6 剃齒 3.2.7 擠齒 3.2.8珩齒 3.3 蝸桿副加工方法 3.3.1蝸桿齒加工方法 3.3.2 蝸輪齒加工方法 3.4 錐齒輪加工

3、方法 3.4.1 直齒(包括斜齒)錐齒輪加工 3.4.2 弧齒錐齒輪加工 3.4.3 長(zhǎng)幅外擺線錐齒輪加工 3.4.4 螺線錐齒輪加工 3.5 特種齒輪加工方法 3.6 齒輪加工方法選擇 3.7 齒輪典型工藝 3.7.1調(diào)質(zhì)齒輪工藝 3.7.2滲碳齒輪工藝 3.7.3 行星傳動(dòng)齒輪工藝 3.7.4 錐齒輪工藝 4 減速器箱體的加工 4.1 減速器箱體結(jié)構(gòu) 4.2 制訂箱體工藝過程的共同性原則 4.3 定位基準(zhǔn)的選擇 4.4 箱體典型工藝 減速器制造技術(shù) 1 概述 1.1 常用機(jī)床 減速器產(chǎn)品制造過程中要用到各種金屬切削機(jī)床。常

4、用機(jī)床及其主要用途見表1－1。 表1－1 常用機(jī)床及其主要用途 車床 主要用于加工各種回轉(zhuǎn)表面和回轉(zhuǎn)體的端面。如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成形回轉(zhuǎn)表面，車削端面及各種常用的螺紋，配有工藝裝備還可加工各種特形面。在車床上還能做鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、滾花等工作。減速器中的回轉(zhuǎn)件都有大量的車削工序。 銑床 一種用途廣泛的機(jī)床，在銑床上可以加工平面（水平面、垂直面）、溝槽（鍵槽、T形槽、燕尾槽等）、分齒零件（齒輪、花鍵軸、鏈輪）、螺旋形表面（螺紋、螺旋槽）及各種曲面。此外，還可用于對(duì)回轉(zhuǎn)體表面、內(nèi)孔加工及進(jìn)行切斷工作等。銑床在工作時(shí)，工件裝在工作臺(tái)上或分度頭等附件上，銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，輔以工

5、作臺(tái)或銑頭的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件即可獲得所需的加工表面。由于是多刀斷續(xù)切削，因而銑床的生產(chǎn)率較高。減速器中軸承孔端面、軸類零件的鍵槽等一般在銑床上加工。 刨床 插床 主要用于加工各種平面（如水平面、垂直面和斜面及各種溝槽，如T形槽、燕尾槽、V形槽等）、直線成型表面。如果配有仿形裝置，還可加工空間曲面，如汽輪機(jī)葉輪，螺旋槽等。這類機(jī)床的刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，回程時(shí)不切削，故生產(chǎn)率較低，一般用于單件小批量生產(chǎn)。箱體類零件的結(jié)合面多用刨床加工。減速器大齒輪內(nèi)孔中的鍵槽一般安排插床加工。 鏜床 適用于機(jī)械加工車間對(duì)單件或小批量生產(chǎn)的零件進(jìn)行平面銑削和孔系加工，主軸箱端部設(shè)計(jì)有平旋盤徑向刀架，能精確鏜削尺

6、寸較大的孔和平面。此外還可進(jìn)行鉆、鉸孔及螺紋加工。箱體類零件的內(nèi)孔大都在鏜床上加工，鏜銑工序是減速器箱體的關(guān)鍵工序。 磨床 用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石或研磨料等）作為工具對(duì)工件表面進(jìn)行切削加工的機(jī)床，統(tǒng)稱為磨床。磨床可加工各種表面，如內(nèi)外圓柱面和圓錐面、平面、齒輪齒廊面、螺旋面及各種成型面等，還可以刃磨刀具和進(jìn)行切斷等，工藝范圍十分廣泛。由于磨削加工容易得到高的加工精度和好的表面質(zhì)量，所以磨床主要應(yīng)用于零件精加工，尤其是淬硬鋼件和高硬度特殊材料的精加工。 鉆床 具有廣泛用途的通用性機(jī)床，可對(duì)零件進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、锪平面和攻螺紋等加工。在搖臂鉆床上配有工藝裝備時(shí)，還可以進(jìn)行鏜孔；在

7、臺(tái)鉆上配上萬能工作臺(tái)（MDT-180型），還可銑鍵槽。 齒輪加工機(jī)床 齒輪是最常用的傳動(dòng)件，有直齒、斜齒和人字齒的圓柱齒輪，直齒和弧齒的圓錐齒輪，蝸輪以及非圓形齒輪等。加工齒輪輪齒表面的機(jī)床稱為齒輪加工機(jī)床。 1.2 齒輪加工機(jī)床 1.2.1齒輪加工機(jī)床的類型 按照被加工齒輪種類不同，齒輪加工機(jī)床可分為圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床兩大類。 圓柱齒輪加工機(jī)床主要有滾齒機(jī)、插齒機(jī)等；錐齒輪加工機(jī)床有加工直齒錐齒輪的刨齒機(jī)、銑齒機(jī)、拉齒機(jī)和加工弧齒錐齒輪的銑齒機(jī)； 此外，還有加工齒線形狀為長(zhǎng)幅外擺線或延伸漸開線的錐齒輪銑齒機(jī)。 用來精加工齒輪齒面的機(jī)床有珩齒機(jī)、剃齒機(jī)和磨齒機(jī)等

8、。 1.2.2齒輪加工機(jī)床的工作原理 齒輪加工機(jī)床的種類繁多，構(gòu)造各異，加工方法也各不相同，按齒面加工原理來分，有范成法、成形法（仿形法）。 1. 成形法 成形法利用與被加工齒輪齒槽截形相一致的刀具齒形，在齒坯上加工齒面。 在銑床上用盤形或指形齒輪銑刀銑削齒輪，在刨床或插床上用成形刀具刨削或插削齒輪。加工時(shí)，刀具作快速的切削運(yùn)動(dòng)（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)），并沿齒槽作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，就可切出齒槽。加工完一個(gè)齒槽后，工件分度轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)齒距，再加工另一齒槽，直至切出全部齒槽。 采用成形法加工齒輪，所用機(jī)床較簡(jiǎn)單，并可以利用通用機(jī)床加工。缺點(diǎn)是加工精度較低，生產(chǎn)率不高，通常多用于修配。

9、2. 范成法 用范成法加工齒輪時(shí)，刀具與工件模擬一對(duì)齒輪（或齒輪與齒條）作嚙合運(yùn)動(dòng)（范成運(yùn)動(dòng)），在運(yùn)動(dòng)過程中，刀具齒形的運(yùn)動(dòng)軌跡逐步包絡(luò)出工件的齒形。 范成法切齒刀具的齒形可以和工件齒形不同，且可以用一把刀具切出同一模數(shù)而齒數(shù)不同的齒輪，加工時(shí)連續(xù)分度，具有較高的加工精度和生產(chǎn)率。 1.3 齒輪齒形的常用切削方法 齒輪齒形的加工方法，有無切屑加工和切削加工兩大類。 無切屑加工方法有：熱軋、冷擠、模鍛、精密鑄造和粉末冶金等。 切削加工方法可分為成形法和展成法兩種，其加工精度及適用范圍見表1－2。 表1－2 齒輪齒形的常用切削方法 1.4 齒輪材料及常用熱處理 常用的齒

10、輪材料是鋼、鑄鐵和非金屬材料。 1. 鍛鋼 鋼材的韌性好，耐沖擊，還可以通過熱處理或化學(xué)熱處理改善其力學(xué)性能及提高齒面硬度，故最適應(yīng)于用來制造齒輪。除尺寸過大（da＞400~600mm）或者是結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜只宜鑄造者外，一般都用鍛鋼制造齒輪，常用的是含碳量在(0.15～0.6)%的碳鋼或合金鋼。制造齒輪的鍛鋼可分為： 軟齒面（硬度≤350HBS）：經(jīng)熱處理后切齒的齒輪所用的鍛鋼　對(duì)于強(qiáng)度、速度及精度都要求不高的齒輪，應(yīng)采用以便于切齒，并使刀具不致迅速磨損變鈍。因此，應(yīng)將齒輪毛坯經(jīng)過正火（正火）或調(diào)質(zhì)處理后切齒。切制后即為成品。其精度一般為8級(jí)，精切時(shí)可達(dá)7級(jí)。這類齒輪制造簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)效

11、率高。 硬齒面（硬度＞350HBS）：需進(jìn)行精加工的齒輪所用的鍛鋼　高速、重載及精密機(jī)器（如精密機(jī)床、航空發(fā)動(dòng)機(jī)）所用的主要齒輪傳動(dòng)，除要求材料性能優(yōu)良，輪齒具有高強(qiáng)度及齒面具有高硬度（如58～65HRC）外，還應(yīng)進(jìn)行磨齒等精加工。需精加工的齒輪目前多是先切齒，再做表面硬化處理，最后進(jìn)行精加工，精度可達(dá)5級(jí)或4級(jí)。這類齒輪精度高，價(jià)格較貴，所以熱處理方法有表面淬火、滲碳、氮化、軟氮化及氰化等。所以材料視具體要求及熱處理方法而定。 合金鋼根據(jù)所含金屬的成分及性能，可分別使材料的韌性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的性能等獲得提高，也可通過熱處理或化學(xué)熱處理改善材料的力學(xué)性能及提高齒面的硬度。所以對(duì)于既

12、是高速、重載又要求尺寸小、質(zhì)量小的航空用齒輪，就都用性能優(yōu)良的合金鋼（如20CrMnTi，20Cr2Ni4A等）來制造。 2. 鑄鋼 鑄鋼的耐磨性及強(qiáng)度均較好，但應(yīng)經(jīng)退火及正火處理，必要時(shí)也可進(jìn)行調(diào)質(zhì)。鑄鋼常用于尺寸較大的齒輪。 3. 鑄鐵 灰鑄鐵性質(zhì)較脆，抗沖擊及耐磨性都較差，但抗膠合及抗點(diǎn)蝕的能力較好。灰鑄鐵齒輪常用于工作平穩(wěn)、速度較低、功率不大的場(chǎng)合。 4. 非金屬材料 對(duì)高速輕載及精度不高的齒輪傳動(dòng)，為了降低噪聲，常用非金屬材料（如夾布膠木、尼龍等）做小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。為使大齒輪具有足夠的抗磨損及抗點(diǎn)蝕的能力，齒面的硬度應(yīng)為250～350HBS。 鋼制齒輪的

13、常用熱處理及化學(xué)處理見表1－3。 表1－3 齒輪的常用熱處理及化學(xué)處理 1.5 常用齒輪刀具 齒輪刀具是用于加工齒輪齒形的刀具，由于齒輪的種類很多，其生產(chǎn)批量和質(zhì)量的要求以及加工方法又各不相同，所以齒輪刀具的種類也很多，通常按下列方法來分類： 1. 按照加工的齒輪類型來分，有以下三類刀具； （1）圓柱齒輪刀具 它也可以分為兩類 漸開線圓柱齒輪刀具 如盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀、齒輪滾刀、插齒刀和剃齒刀等。 非漸開線圓柱齒輪刀具 如圓弧齒輪滾刀、擺線齒輪滾刀和花鍵滾刀等。 （2）蝸輪刀具 如蝸輪滾刀、蝸輪飛刀等。 （3）錐齒輪刀具 2. 按刀具的工作原理分，有以下

14、兩類刀具 （1）成形齒輪刀具 這類刀具的切削刃廓形與被加工齒輪端剖面內(nèi)的槽形相同。如盤形齒輪銑刀、指狀齒輪銑刀等。 圖1－1 鑲齒式盤形齒輪銑刀的結(jié)構(gòu) a) 錐銷式b) 螺釘一楔塊式 圖1－2 粗加工用等螺旋角指形銑刀 （2）展成齒輪刀具 這類刀具加工齒輪時(shí)，刀具本身就是一個(gè)齒輪，它和被加工齒輪各自按嚙合關(guān)系要求的速比轉(zhuǎn)動(dòng)，而由刀具齒形包絡(luò)出齒輪的齒形。如齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀等。 圖1－3 整體高速鋼齒輪滾刀的結(jié)構(gòu)形式 圖1－4 鑲片高速鋼滾刀結(jié)構(gòu)形式 圖1－5 高速滾齒用硬質(zhì)合金滾刀的形式 a) 機(jī)械夾固式b) 焊接式 圖1－6

15、 硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位式滾刀的結(jié)構(gòu)  圖1－7 硬質(zhì)合金刮削滾刀的形式 a) 焊接式；b) 機(jī)械夾固式c）焊接一機(jī)械夾固式 2 減速器主要零部件的工藝余量 2.1 工藝留量規(guī)范 在實(shí)際生產(chǎn)中，工藝余量應(yīng)考慮工件的結(jié)構(gòu)形狀、生產(chǎn)數(shù)量、車間設(shè)備條件及工人技術(shù)等級(jí)等各項(xiàng)因素，酌情選取。 2.1.1 齒輪軸調(diào)質(zhì)余量 齒輪軸（軸）調(diào)質(zhì)單面余量見表2－1。 　　 表2－1 齒輪軸調(diào)質(zhì)單面余量 mm 軸長(zhǎng) 直徑 ≤400 400～800 800～1200 1200～

16、2000 <80 3.5 6 8 10 80～200 4 5 7 8 200～400 5 4 6 6 400～800 5 4 5 6 2.1.2 齒圈齒套類調(diào)質(zhì)余量 齒圈齒套類調(diào)質(zhì)余量見表2－2。 　　　　表2－2　齒圈齒套類調(diào)質(zhì)余量 mm 外徑 厚度 ≤300 >300～500 >500～800 >800～1200 >1200～1600 >1600～2000 ≤30 6 7 8 10 12 14 >30～80 6 7 8 1

17、0 10 14 >80～160 5 6 7 8 10 12 160～250 4 6 7 8 12 12 250～360 3 6 8 10 12 14 360～500 3 6 10 12 14 14 2.1.3機(jī)體類人工時(shí)效留量 機(jī)體類人工時(shí)效留量見表2-3。 　 表2－3　機(jī)體類人工時(shí)效留量 mm 長(zhǎng)度 寬度 ≤500 >500～ 800 >800～1200 >1200～2000 >2000～3500 >3500 ≤500

18、 3 4 4 5 6 7 >500～1000 4 4 5 6 6 7 >1000～2000 5 5 6 7 7 8 >2000 6 6 7 8 10 10 2.1.4 行星減速器轉(zhuǎn)架調(diào)質(zhì)留量 轉(zhuǎn)架類調(diào)質(zhì)留量見表2－4 表2－4 轉(zhuǎn)架類調(diào)質(zhì)留量 mm 外徑 長(zhǎng)度 ≤500 >500～ 800 >800～1200 >1200 ≤300 4 5 6 6 >300～600 5 5 6 6 >600

19、～1000 5 6 6 7 >1000 6 7 8 8 2.1.5 硬齒面齒輪預(yù)備熱處理高溫正火留量 按表2－5選取，也可以按調(diào)質(zhì)留量的（1/2～1/3）倍選取。 表2－6 硬齒面齒輪預(yù)備熱處理高溫正火留量 mm 齒寬 直徑 ≤100 >100～200 >200～400 >400 ≤200 2 2 3 3.5 >200～400 2.5 2.5 3 4 >400～800 3 3 3.5 4 >800～1200 3.5 3.5 4 5

20、2.1.6 滲碳淬火齒輪單面留量 滲碳前的留量應(yīng)包括實(shí)際滲碳層（圖紙滲碳層＋0.5～1mm）、淬火變形量和精加工量。淬火留量見表2-7。 表2－7 滲碳淬火齒輪單面留量 mm 外徑 長(zhǎng)度 ≤200 >200～400 >400～800 ≤300 0.8 1 2 >300～600 1 1.5 2 600～1200 1.5 2 2.5 2.1.7 硬齒面齒輪公法線留量（齒厚留量） 硬齒面齒輪公法線留量見表2－8。

21、 表2－8 齒厚留量 mm 模數(shù) 工序 ≤4 >4～8 >8～12 >12～18 >18 滲碳前粗滾齒 0.5～0.55 0.55～0.6 0.6～0.7 0.7～0.8 0.80～0.90 磨齒前半精滾 0.18～0.23 0.20～0.26 0.23～0.28 0.25～0.32 0.28～0.36 2.1.8 臺(tái)階倒角與余量的關(guān)系 （見表2－9） 表2－9 臺(tái)階倒角與余量的關(guān)系

22、 mm 余量a 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 20 倒角45゜ 2 3 4 5 5 6 7 8 10 2.1.9 臺(tái)階圓角半徑r（見表2－10） 表2-10 臺(tái)階圓角半徑r mm D-d <20 20～40 40～80 80～200 200～400 >400 r 6 8 10 15 20 30 2.1.10 軸類磨削余量（見表2－11）

23、 表2－11 軸類磨削余量 mm 直徑 軸長(zhǎng)度 ≤30 >30～50 >50～80 >80～120 >120～180 >180～260 直 徑 余 量 a ≤100 0.5 0.5 0.5 >100～250 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 >250～500 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.8 >500～800 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 >800～1200

24、 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 2.1.11 平面磨削余量（見表2－12） 表2－12 平面磨削余量 mm 加工面長(zhǎng)度 加 工 面 寬 度 ≤100 >100～300 >300～1000 余量a 偏差（+） 余量a 偏差（+） 余量a 偏差（+） ≤300 0.2 0.1 0.25 0.12 >300～1000 0.25 0.12 0.3 0.15 0.4 0.15 2.1.12

25、 孔類磨削余量（見表2－13） 表2-13 孔類磨削余量 mm 孔的直徑D 磨 孔 的 長(zhǎng) 度 L ≤50 >50～100 >100～200 >200～300 >300～500 直 徑 余 量 a ≤20 0.5 0.5 >20～30 0.5 0.6 0.6 >30～50 0.6 0.6 0.6 0.7 >50～80 0.6 0.6 0.7 0.7 0.8 >80～

26、120 0.7 0.7 0.8 0.8 0.8 >120～180 0.7 0.8 0.8 0.9 0.9 >180～260 0.8 0.8 0.9 0.9 1.0 2.2 滲碳淬火硬齒面齒輪類加工工藝過程留量原則 2.2.1 留量?jī)?nèi)容 對(duì)硬齒面齒輪，加工工藝全過程工藝留量主要包含以下各項(xiàng)： 1）齒形最終的磨齒余量與齒輪模數(shù)有關(guān)，在半精滾刮齒工序時(shí)說明。 2）硬質(zhì)合金滾刀的刮齒余量即用刮前（磨前）滾刀粗滾齒時(shí)所留的余量，其中包含1）項(xiàng)余量在粗滾齒工序中說明。 3）各部精磨留量一般在0.5～0.8mm之間，在淬火后精車工序中說明。 4）整體淬火時(shí)

27、變形量，同時(shí)綜合3）項(xiàng)余量，在滲碳后粗車工序中說明。 5）整體在滲碳時(shí)發(fā)生的變形量，同時(shí)綜合1）、2）、3）、4） 各項(xiàng)余量，在正火后粗車工序和粗滾齒工序中說明。 6）各非滲碳部位應(yīng)車去的滲碳層余量，其中包含3）、4）、5） 各項(xiàng)余量，在正火后，粗車工序中說明，并在滲碳后粗車工序中車去非滲碳部位多余滲碳層。 7）對(duì)于齒頂圓僅留高溫正火處理的變形余量，其余部位應(yīng)包含3）、4）、5）、6） 各項(xiàng)余量，在正火前，毛坯第一次粗車時(shí)說明。 2.2.2 留量原則 在毛坯第一次粗車工序時(shí)應(yīng)留出足夠的余量，它包含高溫正火處理、滲碳處理、淬火處理、去滲碳層、精車、精磨各項(xiàng)余量，對(duì)齒頂圓余量，只需留夠正

28、火余量即可。 在高溫正火處理后的粗車工序時(shí)，應(yīng)留夠滲碳淬火滲碳層、精車，精磨各項(xiàng)余量，在此工序齒部尺寸應(yīng)按同圖車成，不必留量。 在用刮前（磨前）滾刀粗滾齒工序時(shí)，應(yīng)留夠齒形、齒向在滲碳、淬火時(shí)的變形余量及半精刮齒量，磨齒余量等。 在滲碳后的粗車多余非滲碳層部位時(shí)應(yīng)留出淬火變形量，精車余量等。 在淬火后的精車工序時(shí)應(yīng)留出磨外圓的余量。 在用硬質(zhì)合金滾刀精刮齒時(shí)，只需留出磨齒余量即可。 3 齒輪加工方法及工藝過程 3.1 齒輪制造工藝概況 齒輪制造技術(shù)是獲得優(yōu)質(zhì)齒輪的關(guān)鍵。齒輪加工的工藝，因齒輪結(jié)構(gòu)形狀、精度等級(jí)、生產(chǎn)條件可采用不同的方案，概括起來有齒坯加工、齒形加工、熱處理

29、和熱處理后精加工四個(gè)階段。齒坯加工必須保證加工基準(zhǔn)面精度。熱處理直接決定輪齒的內(nèi)在質(zhì)量，齒形加工和熱處理后的精加工是制造的關(guān)鍵。也反映了齒輪制造的水平。 在齒輪加工工藝上，對(duì)軟齒面和中硬齒面齒輪，一般工藝方法為調(diào)質(zhì)后滾齒或插齒。對(duì)大模數(shù)齒輪則采用粗滾齒一調(diào)質(zhì)一精滾齒。對(duì)汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等齒輪，批量大，要求精度高，采用滾齒或插齒后，再進(jìn)行剃齒或珩齒。齒面感應(yīng)淬火的齒輪(42－52HRC)，其工藝為滾齒或插齒、剃齒、感應(yīng)淬火，再剃齒或珩齒。對(duì)于硬齒面齒輪，一般先滾齒或插齒，有時(shí)還剃齒，熱處理后精整基準(zhǔn)面，輪齒變形大時(shí)，進(jìn)行磨齒。 輪齒變形較小，且精度要求在7級(jí)和7級(jí)以下的齒輪，熱處理后可采用

30、珩齒或研齒。要求精度高且載荷不太大，且要求硬齒面的齒輪，可采用精滾齒后離子滲氮工藝。 齒輪的加工方法很多，但主要方法有滾齒、插齒、剃齒和磨齒。其他尚有銑齒、刨齒、梳齒、擠齒、珩齒和研齒等。近年來，在加工技術(shù)，如硬齒面技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)等方面的發(fā)展，已使各種加工方法出現(xiàn)了嶄新面貌。 3.1.1 滾齒 滾齒于1897年即被應(yīng)用，是目前應(yīng)用最廣的切齒方法，可加工漸開線齒輪、圓弧齒輪、擺線齒輪、鏈輪、棘輪、蝸輪和包絡(luò)蝸桿。滾齒精度最高可達(dá)DIN4－7級(jí)。表面粗糙度Ra3.2～1.6μm。國(guó)產(chǎn)滾齒機(jī)(武重產(chǎn)Y311250)加工最大直徑達(dá)12.5m，最大模數(shù)達(dá)36(40)mm。目前高速鋼滾刀的切削

31、速度可達(dá)100～200m/min，加工齒面硬度最高達(dá)300～400 HB。硬質(zhì)合金滾刀切削速度可達(dá)300m/min，滾切齒面硬度最高達(dá)HRC62～64。 目前滾齒的先進(jìn)技術(shù)有： 1. 多頭滾刀滾齒和新刀具的應(yīng)用 一般雙頭滾刀可提高效率約40 %，三頭滾刀可提高效率約50%。 為提高生產(chǎn)率，應(yīng)用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金鑲片滾刀切削速度比高速鋼滾刀高5～8倍，不需重磨，可在機(jī)床上更換鑲片。 2. 滾齒機(jī)數(shù)控化 可減少調(diào)整時(shí)間、提高加工精度、大幅度提高生產(chǎn)效率，可進(jìn)行鼓形齒、錐齒等切削加工。 3. 硬齒面滾齒技術(shù) 硬齒面滾齒擴(kuò)展了滾齒領(lǐng)域。該方法也稱刮削齒加工。刮削可作為大型齒輪磨前預(yù)加

32、工工序，去掉淬火變形量，直到留有合理的磨削余量，以減少磨齒時(shí)間，降低成本。刮削作為精加工工序，可達(dá)到DIN3962的6級(jí)精度。 4. 大型復(fù)合齒輪機(jī)床的應(yīng)用 大型齒輪滾齒，由于工件體積大，重量重，裝卡不便。所以大型齒輪滾齒設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)是綜合性加工。如德國(guó)HURTH公司的WF3500滾齒機(jī)，將滾齒、插齒、磨齒和齒輪檢測(cè)集于一體，避免多次裝卸。 3.1.2 插齒和梳齒 插齒是一種廣為采用的切齒方法，特別適合于加工內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪。采用特殊刀具和附件后，還可加工無聲（齒型）鏈輪、棘輪、內(nèi)外花鍵、齒形皮帶輪、扇形齒輪、非完整齒齒輪、特殊齒形結(jié)合子、齒條、端面齒輪和錐度齒輪等。數(shù)控插齒機(jī)能加工

33、橢圓齒輪、非圓齒輪和特殊形狀的齒輪。最高加工精度達(dá)5～6級(jí)。 梳齒是用齒條刀插削圓柱齒輪。特點(diǎn)是加工精度高，可達(dá)DIN5級(jí)。由于刀具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造刃磨方便，精度高、刃磨次數(shù)多，便于采用硬質(zhì)合金刀片和立方氮化硼(CBN)刀片加工淬硬齒輪。 3.1.3 剃齒 剃齒是一種高效齒輪精加工方法，最早于1926年在美國(guó)應(yīng)用。和磨齒相比，剃齒具有效率高、成本低、齒面無燒傷和裂紋等優(yōu)點(diǎn)。所以在成批生產(chǎn)的汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床等齒輪加工中，得到廣泛應(yīng)用。國(guó)外剃齒機(jī)最大加工直徑已超過6m，剃齒精度已達(dá)DIN5級(jí)。國(guó)產(chǎn)Y41125A剃齒機(jī)可加工直徑為1250mm，模數(shù)為12mm的齒輪。 在硬齒面剃齒方面國(guó)外采用

34、單刃型硬質(zhì)合金剃齒刀，減輕剃削時(shí)的接觸壓力，使剃削成為可能。日本已用單刃硬質(zhì)合金剃齒刀加工52～60HRC的硬齒面齒輪，精度達(dá)6～7級(jí)以上，表面粗糙度值Ra6.3～1.25μm。 3.1.4 珩齒 珩齒是一種輪齒表面光整加工技術(shù)，可有效地改善齒面質(zhì)量，粗糙度由Ra2.5μm減小到Ra0.63μm以下。某些珩齒方法還能在一定程度上提高齒輪精度，由于效率高，成本低，齒面無燒傷，所以廣泛用于7級(jí)以下精度的軟、硬齒面齒輪加工。 珩齒方法有齒輪形珩輪外嚙合珩齒、蝸桿式珩輪珩齒和內(nèi)嚙合珩齒。 齒輪形珩輪外嚙合珩齒已廣泛應(yīng)用，能有效地降低齒面粗糙度，但提高齒輪精度的能力甚微。蝸桿式珩輪珩齒工藝，珩輪

35、齒形可以精確成形，珩輪精度高，珩齒切削速度高，修正輪齒誤差能力強(qiáng)。內(nèi)嚙合珩齒沿齒高相對(duì)滑動(dòng)速度差小、重合度大、齒面壓力波動(dòng)小，可達(dá)到7級(jí)精度，部分可達(dá)6級(jí)。 國(guó)內(nèi)外珩齒方面的研究多著眼于進(jìn)一步提高珩齒精度下提高珩磨輪的壽命。 3.1.5 磨齒 磨齒是獲得高精度齒輪最有效和可靠的方法，磨齒是高精度齒輪的主要加工方法。 磨齒的主要問題是效率低、成本高，尤其是大尺寸齒輪。所以提高磨齒效率，降低費(fèi)用成為當(dāng)前主要研究方向，在這方面，近年來出現(xiàn)的新技術(shù)有： 1. 改進(jìn)磨削方法 如減少磨削次數(shù)，壓縮展成長(zhǎng)度，縮短磨削沖程。 2. 應(yīng)用立方氮化硼(CBN)砂輪高效磨齒 CBN砂輪具有硬度高

36、(比A12O3高一倍多)、耐磨性好、壽命長(zhǎng)、精度保持性好、切削性能好、熱擴(kuò)散系數(shù)大等優(yōu)點(diǎn)。用CBN砂輪磨齒輪比用單晶鋼玉砂輪磨削效率提高到5～10倍，被磨削表面不易發(fā)生燒傷和裂紋，表面呈壓應(yīng)力狀態(tài)，疲勞強(qiáng)度高。 3. 磨齒機(jī)采用數(shù)控(CNC)技術(shù) 數(shù)控技術(shù)使磨齒機(jī)操作簡(jiǎn)便，減少了調(diào)整和停機(jī)時(shí)間，提高了效率和自動(dòng)化程度，獲得了穩(wěn)定和可靠的精度，使齒輪磨齒工藝發(fā)生了深刻的變革。 4. 開拓新的磨削原理和磨齒工藝 環(huán)面蝸桿砂輪磨削的連續(xù)成形磨齒工藝、深切緩進(jìn)磨齒等工藝，其效率均可達(dá)到普通磨齒法的3～5倍。 3.1.6 螺旋錐齒輪加工 螺旋錐齒輪是航天、航海和汽車工業(yè)的核心零部件，螺旋錐

37、齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪的應(yīng)用十分廣泛。這類齒輪的設(shè)計(jì)制造質(zhì)量主要取決于兩方面因素。一是加工設(shè)備及其工夾具的精度。二是由復(fù)雜的共扼計(jì)算所確定的機(jī)床及刀具的調(diào)整參數(shù)保證的齒形精度，這是提高這類齒輪質(zhì)量的關(guān)鍵所在。 格里森公司在加工設(shè)備方面，推出了高效準(zhǔn)雙曲面齒輪磨齒機(jī)和數(shù)控多功能銑齒機(jī)。在質(zhì)量檢驗(yàn)分析和控制技術(shù)方面，研制了具有三坐標(biāo)測(cè)量功能的計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)系統(tǒng)，可快速準(zhǔn)確測(cè)出齒形誤差，并得出最佳的切齒修正調(diào)整參數(shù)。在設(shè)計(jì)制造技術(shù)方面，研制了一套包括幾何、強(qiáng)度設(shè)計(jì)、切齒(或磨齒)調(diào)整參數(shù)計(jì)算，考慮輪齒邊緣和輪齒接觸分析和有限元應(yīng)力接觸分析的計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。 德國(guó)克林貝格(KLINGELNBERG)公

38、司用裝有硬質(zhì)合金刀齒的刀盤刮削特大型螺旋錐齒輪(HPG法)，加工直徑大于600 m m，模數(shù)大于8mm，精度達(dá)到DIN5級(jí)，表面質(zhì)量相當(dāng)于精磨齒面。對(duì)于較小型的齒輪，即齒輪直徑小于600 mm和模數(shù)在8mm以下時(shí)，單純硬質(zhì)合金刀片的刀盤，刀具壽命尚有所不足，因此，刀盤裝有由硬質(zhì)合金材料制成的硬焊刀齒，該材料上滲入0.7mm厚的立方氮化硼，組成切削刃和切削刀面，該種方法稱HPG—S法。以上刀盤均可加工齒面硬度達(dá)到62HRC，最高精度到DIN3級(jí)。刀盤壽命達(dá)4～8h。 3.1.7 研齒 為了改善齒面粗糙度，可采用研齒。有時(shí)由于裝配誤差及受載變形等因素影響，使原本精度較高的齒輪在滿載下，齒面接觸

39、情況變壞，也可用研齒方法進(jìn)行改善。研齒時(shí)，必需用齒輪專用研磨劑，以避免損傷齒面或出現(xiàn)其它隱患出現(xiàn)。 我國(guó)北京科技大學(xué)研制的齒輪滿載快速抗膠合研合劑(HGE－1， HGL－2，SGE－1，SGL－2. WGE－1. WGL－2)，適用于各種軟、硬齒面齒輪及蝸輪蝸桿的齒面研合和拋光。 該研合劑是一種三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的膏狀體，具有良好的研合性能，能快速增加接觸面積。研合后，齒輪精度指標(biāo)都有所提高，表面粗糙度達(dá)到Ra0.32～0.63μm，接觸面積可達(dá)100 % 。 當(dāng)載荷加到額定載荷的60%以上時(shí)，一般齒輪，研合次數(shù)不大于10000次。同時(shí)具有良好的抗膠合性能，滿載研合不產(chǎn)生膠合。研合時(shí)，不用潤(rùn)滑

40、油，不產(chǎn)生滴濺，軸承口用紙片擋住后，不進(jìn)入軸承。清洗容易，無毒，無污染。 3.1.8 齒輪檢測(cè) 齒輪檢測(cè)技術(shù)在齒輪制造中占有重要地位，沒有先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)和儀器，不可能制造出性能優(yōu)良的齒輪?，F(xiàn)代齒輪檢測(cè)技術(shù)向非接觸化、精密化、多功能化、高速化、自動(dòng)化、智能化、集成化(計(jì)算機(jī)控制)、經(jīng)濟(jì)化方向發(fā)展。在檢測(cè)領(lǐng)域方面，解決大模數(shù)和小模數(shù)齒輪的檢測(cè)問題。 目前齒輪檢測(cè)方法有單項(xiàng)誤差的測(cè)量和綜合誤差的測(cè)量?jī)纱箢?。在檢測(cè)儀器方面，各國(guó)均開發(fā)了由計(jì)算機(jī)控制的齒輪量?jī)x。如美國(guó)Fellows公司的Micrologs50萬能測(cè)齒儀(CNC)、日本大阪精機(jī)的GC－18HP， GC－12HP齒輪測(cè)量?jī)x（CNC）、

41、德國(guó)Carl Mahr公司的8901 EM齒輪測(cè)量?jī)x(CNC)、德國(guó)Holler公司的HFR1000漸開線導(dǎo)程檢查儀、瑞士Maag公司的ES－400型自動(dòng)周節(jié)儀、德國(guó)Ziess公司的TA450D自動(dòng)周節(jié)儀、瑞士Maag公司的ES - 430/55型齒形測(cè)量?jī)x、我國(guó)成都工具研究所的CDQ320型單嚙儀、哈爾濱量具刃具廠的3001型萬能齒輪量?jī)x等。 齒輪量?jī)x的發(fā)展，使齒輪測(cè)量精度不斷提高，如GC－12HP及8901 EM齒輪測(cè)量?jī)x，測(cè)量精度達(dá)0.00lmm以上。在儀器構(gòu)造上，大量應(yīng)用新技術(shù)和元件，我國(guó)重慶大學(xué)首次將激光掃描及雙攝象機(jī)定位用于齒輪外形曲面非接觸測(cè)量，長(zhǎng)春光學(xué)機(jī)械研究所用電感測(cè)微儀和

42、計(jì)算機(jī)控制，研制了高精度齒距測(cè)量系統(tǒng)，可測(cè)出1級(jí)精度齒輪齒距誤差。 在大模數(shù)、大直徑齒輪測(cè)量方面，哈爾濱量具刃具廠研制了3280上置式齒輪測(cè)量?jī)x，采用光柵技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制，從而為大齒輪的加工現(xiàn)場(chǎng)提供了臨床齒形測(cè)量手段。 3.2 圓柱齒輪加工方法 3.2.1滾齒 在滾齒機(jī)上用滾刀滾齒，滾刀和被加工齒輪按一定的速比轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒輪的端截面上連續(xù)加工出整圈的齒，滾刀沿著齒輪的軸心線方向進(jìn)給，加工出全齒輪寬度的齒。滾刀相當(dāng)于一個(gè)螺旋角很大的斜齒輪與被切齒輪作空間嚙合，滾刀頭數(shù)z’相當(dāng)于斜齒輪齒數(shù)；滾齒的嚙合關(guān)系，也可比作蝸桿副的嚙合，滾刀刃位于蝸桿的螺紋表面上，滾刀轉(zhuǎn)一圈，被加工齒輪轉(zhuǎn)z’／

43、z圈。 滾齒機(jī)滾齒的滾刀主切削運(yùn)動(dòng)、齒形展成、分度、進(jìn)給及差動(dòng)等，是連續(xù)并同時(shí)進(jìn)行的。加工斜齒輪，滾刀的進(jìn)給與螺旋導(dǎo)程相關(guān)，運(yùn)動(dòng)關(guān)系是：進(jìn)給距離等于齒輪的螺旋導(dǎo)程時(shí)，差動(dòng)使齒輪轉(zhuǎn)一圈。一種滾刀可以加工模數(shù)相同，齒數(shù)、螺旋角和變位量不同的多種齒輪。極小的儀表齒輪和很大的重型礦山齒輪都可以滾齒，生產(chǎn)效率較高，加工齒節(jié)距誤差較小，質(zhì)量比較穩(wěn)定。 圖3－1滾齒機(jī)的主要都件及工作示意圖 1—支臂；2一滾刀；3—斜齒工件；4一小立柱；5一夾具； 6一工作臺(tái)；7一分度蝸輪副；8一床身；9一滑板； 10一主軸；11一刀架；12一立柱 圖 3-2 萬能滾齒機(jī)工作循環(huán) a）徑向進(jìn)給循環(huán)；b

44、) 軸向進(jìn)給循環(huán)；c) 徑向一軸向進(jìn)給循環(huán)； d) 切向進(jìn)給循環(huán)；e) 兩次徑向一軸向進(jìn)給循環(huán) f) 仿形加工鼓形齒循環(huán)；g) 加工小錐度齒循環(huán) 圖3－3 漸開線齒形的包絡(luò)形成圖 圖3－4滾刀切削時(shí)形成的齒形誤差 a) 兩相鄰切削刃之間出現(xiàn)的誤差f b) 滾刀頂刃在齒根圓柱和側(cè)刃在齒面縱向剖面上產(chǎn)生的波痕高度 3.2.2 插齒 在插齒機(jī)上用插齒刀插齒，插齒刀和被加工齒輪按一定的速比轉(zhuǎn)動(dòng)，切出整圈齒輪的齒形、插齒刀的切削往復(fù)運(yùn)動(dòng)，切出全齒輪寬度的齒。 在插齒機(jī)上插齒，插齒刀與被加工齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，猶如兩個(gè)齒輪做無間隙的嚙合。插齒分度和齒形展成加工是連續(xù)進(jìn)行

45、的。若插齒刀齒數(shù)是z1，插齒刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，被加工齒輪轉(zhuǎn)z1／z：轉(zhuǎn)。加工斜齒輪，插齒螺旋運(yùn)動(dòng)由螺旋套控制，被加工齒輪的螺旋角β，由螺旋套導(dǎo)程長(zhǎng)度L與插齒刀分圓直徑d1決定： tanβ= d1／L 即被加工齒輪螺旋角等于插齒刀的螺旋角。 用插齒刀插齒，插齒嚙合線長(zhǎng)度與加工件齒數(shù)和插齒刀齒數(shù)z1有關(guān)，一把插齒刀不能滿足加工模數(shù)相同，齒數(shù)和修正系數(shù)不同的各種齒輪需要，插齒刀只能在一定的加工齒數(shù)范圍內(nèi)通用。插齒是內(nèi)齒輪、多聯(lián)齒輪的有效加工方法，廣泛用于加工直齒輪，也可加工斜齒輪及人字齒輪，采取措施還可以加工齒條。 圖3－5 立式插齒機(jī) 圖3－6 插齒刀外形 圖3－7 插齒示意圖

46、 3.2.3銑齒 銑齒屬成形法加工齒輪，刀具的截形與被加工齒輪的齒槽形狀相同，刀具沿齒輪的齒槽方向進(jìn)給，一個(gè)齒槽銑完，被加工齒輪分度后，再銑第二個(gè)齒槽，齒輪的齒節(jié)距由分度控制。銑斜齒輪，銑刀的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)配合被加工齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)關(guān)系是，進(jìn)給距離等于被加工齒輪的導(dǎo)程時(shí)，被加工齒輪轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。由于齒輪的齒槽形狀與齒輪的齒數(shù)、修正量、甚至齒厚公差有關(guān)，成形法銑齒難于實(shí)現(xiàn)刀具齒形與被加工齒輪齒槽都相同，實(shí)際上銑齒大都是近似齒形。大模數(shù)的齒輪，銑齒生產(chǎn)效率較高，銑齒廣泛用于粗切齒。 (1) 片(盤狀)銑刀銑齒 片銑刀銑齒，齒輪的模數(shù)大小不受限制。用于大模數(shù)、大螺旋角、多齒數(shù)的齒輪粗銑齒，比普通滾刀粗切齒

47、，生產(chǎn)效率可顯著提高。 (2) 指形刀銑齒 指形刀銑齒，刀具制造比較簡(jiǎn)便，適用于較大模數(shù)的齒輪粗精銑齒?？杉庸X面中間無退刀槽的人字齒輪。 圖3－8人字齒輪銑齒機(jī) 3.2.4梳齒 在梳齒機(jī)上用梳齒刀梳齒，被加工齒輪相對(duì)梳齒刀按一定的速比轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，切出齒輪的齒形，梳齒刀的切削往復(fù)運(yùn)動(dòng)加工出全齒寬的齒，刀齒節(jié)距和被加工齒輪的分度保證齒輪的齒節(jié)距。 梳齒機(jī)加工齒輪，梳齒刀與被加工齒輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，猶如齒條與齒輪的嚙合，也可以比做插齒的特例，即插齒刀的齒數(shù)無限大，刀具分圓變成直線。梳齒刀加工齒輪，梳齒刀可以是一個(gè)或多個(gè)刀齒，展成運(yùn)動(dòng)是直線。由于梳刀的一個(gè)刀齒只能在工件上切出一個(gè)齒槽

48、，而且梳刀齒數(shù)有限，不可能連續(xù)切出齒輪的所有齒槽，為此，在一次展成運(yùn)動(dòng)之后，必須返回展成運(yùn)動(dòng)的起始位置，分度之后，再做下一次的齒形展成運(yùn)動(dòng)。梳齒機(jī)加工斜齒輪，螺旋角靠梳刀溜板搬度，被加工齒輪的螺旋角就是梳刀溜板搬轉(zhuǎn)的角度。 梳齒機(jī)加工圓柱外齒輪，加工特點(diǎn)和插齒機(jī)大致相同。梳齒刀的切削條件和刀具制造精度優(yōu)于插齒刀，所以梳齒精度較高。 圖3－9 梳齒機(jī)外形 圖3－10 斜齒梳齒刀圖例 3.2.5 磨齒 磨齒是齒輪的精加工方法，用砂輪對(duì)齒面進(jìn)行磨削，磨齒可以磨削齒面淬硬的齒輪，消除熱處理變形，提高齒輪精度。 1. 錐形砂輪磨齒 被加工齒輪相對(duì)砂輪按一定速比相互轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)，磨

49、出齒輪的齒形，砂輪的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，加工出全齒寬的齒。齒輪的齒節(jié)距由分度保證。砂輪與被加工齒輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，猶如齒條和齒輪的嚙合，磨齒循環(huán)運(yùn)動(dòng)與梳齒機(jī)梳齒基本相同。 錐形砂輪的中間截面，形狀與齒條的齒截面相同，磨齒時(shí)，砂輪錐面與齒面相切，接觸只有一點(diǎn)，磨削直齒輪，可以做齒根和齒頂修形，以及磨鼓形齒等。  圖3－11 錐面砂輪磨齒機(jī) 圖3－12錐形砂輪磨齒示意圖 2. 碟形砂輪磨齒 砂輪形如碟子，用突起的砂輪邊緣圓角或圓環(huán)磨齒，有00和α0兩種磨齒方法。 圖3－12 MAAG磨齒機(jī) 圖3－13 雙碟形砂輪磨齒 00磨齒法，被加工齒輪的基圓相對(duì)砂輪

50、做純滾動(dòng)，砂輪磨削點(diǎn)在齒輪的基圓切線上，磨齒的循環(huán)次序是：往返滾動(dòng)磨削一次，磨出一個(gè)齒槽的一段齒面；被加工齒輪沿齒槽方向不斷的進(jìn)給，再滾動(dòng)磨削第二段齒面，直到一個(gè)齒槽磨削完成，被加工齒輪分度后再磨第二個(gè)齒槽。磨齒時(shí)，齒面與砂輪的棱邊圓角相切，形成凹圓弧線的包絡(luò)齒面。這種磨齒方法，砂輪與齒面只有很短一段圓弧接觸，便于對(duì)齒根和齒頂修形，以及磨鼓形齒。 α0磨齒法，用兩片砂輪，砂輪的磨削面調(diào)整到相當(dāng)于一片錐形砂輪的位置上。因此，磨齒運(yùn)動(dòng)與錐形砂輪磨齒運(yùn)動(dòng)幾乎完全相同。碟形砂輪的磨削圓環(huán)面與齒面相切，接觸是上下兩段直線，即砂輪磨削圓環(huán)與齒面的相割線。上下兩處的磨紋相互交叉，成網(wǎng)狀磨紋。 3. 大平

51、面砂輪磨齒 被加工齒輪相對(duì)砂輪按一定速比移動(dòng)和相互轉(zhuǎn)動(dòng)，磨出齒輪的一側(cè)齒面齒節(jié)距由被加工齒輪分度保證。 大平面砂輪磨齒，砂輪軸線與被加工齒輪的軸向位置固定不變，砂輪與被加工齒輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于齒條與齒輪一個(gè)側(cè)齒面的嚙合。砂輪與齒面相切，接觸是直線，即砂輪與齒面長(zhǎng)的相割線。因此，它只能磨齒面長(zhǎng)度小于相割線的齒輪；一次磨削往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨出一個(gè)齒的一側(cè)齒面，被加工齒輪分度后，再次磨削往復(fù)運(yùn)動(dòng)，磨出另一個(gè)齒的一側(cè)齒面齒輪的同側(cè)齒面磨完之后，再磨另一側(cè)齒面。 圖3－14 YK7432A大平面砂輪磨齒機(jī) a) 單面磨削，基圓切向進(jìn)給 b) 單面磨削，水

52、平方向進(jìn)給 圖3－15 大平面砂輪磨齒 4. 蝸桿砂輪磨齒 砂輪和被加工齒輪按一定的速比轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒輪的端截面上磨出整圈的齒，砂輪沿齒槽方向進(jìn)給，磨出全齒寬的齒。 蝸桿砂輪磨齒，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與滾齒相同。是以砂輪代替滾刀對(duì)淬硬齒輪精加工的方法，砂輪與被加工齒輪的磨削接觸為點(diǎn)接觸。 圖3－16蝸桿砂輪磨齒 5. 漸開線包絡(luò)環(huán)面蝸桿砂輪磨齒 砂輪和被加工齒輪按一定的速比轉(zhuǎn)動(dòng)，在齒輪的端截面上磨出整圈的齒形。 漸開線包絡(luò)環(huán)面蝸桿砂輪磨齒，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)關(guān)系與滾齒相同，砂輪的截面形狀與被磨齒輪截面形狀基本相同，砂輪與齒輪的磨削接觸為線接觸。 圖3－17 漸開線包絡(luò)環(huán)面蝸桿砂輪磨

53、齒 6. 成形砂輪磨齒 與片銑刀銑齒方法基本相同，即以砂輪代替成形銑刀。 圖3－18 ZP25成形砂輪磨齒機(jī) 圖3－19成形砂輪磨齒機(jī)工作原理 7. 擺線齒輪磨齒 模擬嚙合關(guān)系，利用展成原理進(jìn)行磨削。 圖3－20 數(shù)控?cái)[線齒輪磨齒機(jī) 圖3－21 擺線齒輪磨齒機(jī)工作原埋 3.2.6剃齒 在剃齒機(jī)上用剃齒刀剃齒，是齒輪精加工的一種方法，剃齒刀相當(dāng)于齒面上開了很多刃的斜齒輪。它帶動(dòng)被加工齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，如同交錯(cuò)軸齒輪嚙合，靠齒面上的相對(duì)滑動(dòng)，剃齒刀切去齒面上很薄的一層金屬，完成齒輪的精加工，剃齒機(jī)溜板的調(diào)整保證齒輪的齒向加工正確。剃齒精度受剃前齒

54、加工的精度限制。 剃齒生產(chǎn)效率較高，適用于滾齒、插齒后的軟齒面精加工。 圖3－22 剃齒機(jī) 圖3－23 盤狀剃齒刀與工件嚙合位置 3.2.7 擠齒 擠齒是齒輪精加工的一種方法，它用擠壓輪對(duì)被加工齒輪的齒面進(jìn)行擠壓，提高齒輪的表面質(zhì)量，擠齒適用于滾齒、插齒后的軟齒面齒輪精加工。  圖3－24小型擠齒機(jī) 3.2.8珩齒 珩齒是齒輪精加工的一種方法，珩齒與剃齒的方法基本相同，即將剃齒刀換成形狀相同的珩磨輪，靠齒面上的相對(duì)滑動(dòng)，進(jìn)行齒面拋光，被加工齒輪的齒面軟硬均可。 圖3－25 珩齒機(jī) 3.3 蝸桿副加工方法 3.3.1蝸桿齒加工方法 蝸桿有圓柱蝸桿和環(huán)

55、面蝸桿。蝸桿的齒形有直紋齒與曲線齒等。加工圓柱蝸桿用普通車床，刀具相對(duì)被加工蝸桿做圓柱螺旋運(yùn)動(dòng)。加工環(huán)面蝸桿需改裝普通車床或用普通滾齒機(jī)加專用工具，刀具相對(duì)被加工蝸桿作圓弧面螺旋運(yùn)動(dòng)，蝸桿齒加工方法有車齒、銑齒、磨齒等。 1. 蝸桿車齒 各種蝸桿都可以用(成形)車刀車齒，車刀材料有高速鋼與硬質(zhì)合金等，分別適用于軟齒面和硬齒面蝸桿加工。 2. 蝸桿銑齒 即用銑刀代替車刀車齒，銑刀種類有片(盤狀)銑刀、內(nèi)齒盤銑刀、指形刀等，銑齒加工的齒表面比較粗糙。 用于粗加工，比車床車齒生產(chǎn)率高。 ① 片(盤狀)銑刀銑蝸桿齒，適用于中小模數(shù)的蝸桿銑齒，但不是所有齒形的蝸桿都能用銑齒。 ② 內(nèi)齒

56、盤銑刀銑蝸桿齒，適用于中小模數(shù)的圓柱蝸桿銑齒。 ③ 指形刀銑蝸桿齒，適用于較大模數(shù)的蝸桿粗銑齒。從理論上講各種蝸桿都可以用指形刀精銑齒。 ④ 蝸桿磨齒 即以砂輪代替車刀粗加工蝸桿齒面，尤其適用于齒面淬硬的蝸桿。蝸桿磨齒砂輪有圓盤形和指形兩種，磨齒原理分別與片銑刀和指形銑刀加工蝸桿相同。但指形砂輪的磨削效率低，且齒形精度較難控制，實(shí)際應(yīng)用很少。 3.3.2 蝸輪齒加工方法 蝸輪的齒形種類與蝸桿的齒形種類相對(duì)應(yīng)，加工刀具有滾刀、切向進(jìn)給滾刀、剃齒刀、多齒飛刀、單齒飛刀等，進(jìn)給方式有徑向進(jìn)給和切向進(jìn)給兩種。滾齒原理相當(dāng)于蝸桿副的嚙合，即蝸輪切齒刀具與被加工蝸輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，就相當(dāng)于蝸桿帶動(dòng)蝸

57、輪轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，刀刃位于蝸桿表面上，刀具和被加工蝸輪有規(guī)律的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，切出蝸輪齒形。切齒成形方法屬于展成法。 3.4 錐齒輪加工方法 錐齒輪的齒形有直齒(包括斜齒)、弧齒、擺線齒、螺線齒等種類，加工方法有刨齒、刀盤滾切銑齒、片(盤狀)銑刀銑齒、指形銑刀銑齒等。 3.4.1 直齒(包括斜齒)錐齒輪加工 1. 刨齒 直齒錐齒輪刨齒有展成法和仿形法兩種。展成法刨直齒錐齒輪，用上下兩個(gè)刨刀。刨刀有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：一是刨刀的直線切削往復(fù)運(yùn)動(dòng)；二是刨刀隨搖臺(tái)的平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，刀具與被加工錐齒輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于一個(gè)平頂或平面齒輪的齒與被加工錐齒輪的嚙合。刀具展成切齒循環(huán)一次，加工出一個(gè)齒，被加工錐齒

58、輪分度后，加工第二個(gè)齒。 斜齒錐齒輪刨齒，與上述直齒錐齒輪展成法刨齒相似。不同之處是：刨刀的切削運(yùn)動(dòng)往復(fù)直線不和搖臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線相交，而是和斜齒錐齒輪的工藝圓相切。 仿形法刨齒，用上下兩個(gè)刨刀，刨刀有三個(gè)運(yùn)動(dòng)，一是切削往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，二是切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，三是隨進(jìn)給運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生上下刨刀夾角變化的圓平面回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。被加工齒輪則固定不動(dòng)。切削進(jìn)給運(yùn)動(dòng)把刨刀的溜板與仿形模板相聯(lián)，使仿形曲線與進(jìn)給回轉(zhuǎn)圓心構(gòu)成一個(gè)直線族齒曲面刨刀尖在直線族齒曲面上往復(fù)切削，刨出齒面。一次仿形循環(huán)，刨出一個(gè)齒，被加工錐齒輪分度，再刨另一個(gè)齒。 2. 圓拉刀銑齒 屬成形法，適用于較小模數(shù)錐齒輪的大批量生產(chǎn)。一種齒輪需要

59、一種專用圓拉刀，圓拉刀連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)沿齒槽方向移動(dòng)，一個(gè)刀齒銑出一個(gè)齒槽截面齒形。圓拉刀轉(zhuǎn)動(dòng)到缺口處，被加工錐齒輪分度，同時(shí)圓拉刀退刀，進(jìn)行下一個(gè)齒槽加工。 3. 雙刀盤銑齒 用銑刀刃旋轉(zhuǎn)切削，代替刨刀往復(fù)切削。生產(chǎn)效率高，適用于中小模數(shù)錐齒輪加工，加工原理與展成法刨齒基本相同，并且類似于大平面砂輪磨齒，加工齒面寬度與刀盤直徑有關(guān)。 雙刀盤有兩種結(jié)構(gòu)形式，第一種刀盤結(jié)構(gòu)形式類似片(盤狀)銑刀，第二種刀盤結(jié)構(gòu)類似端銑刀，第一種刀盤切齒，刀刃旋轉(zhuǎn)面與被加工錐齒輪的齒面相切，第二種刀盤切齒，刀刃旋轉(zhuǎn)面與被加工錐齒輪的成形齒面只有一點(diǎn)相切，齒向是鼓形齒。 4. 成形刀具銑齒 銑刀有片(盤

60、狀)銑刀和指形銑刀兩類，前者適用于中小模數(shù)的錐齒輪加工，后者適用于大中模數(shù)的錐齒輪加工。銑齒方法有單面法和雙面法兩種，前者一個(gè)齒槽的左右兩側(cè)齒面要分別兩次銑成，后者一個(gè)齒槽的左右兩側(cè)齒面可一次銑成，銑齒時(shí)，銑刀切削沿齒槽方向進(jìn)給，一個(gè)齒槽銑完后，被加工錐齒輪分度，再銑另一個(gè)齒槽。錐齒輪的齒槽形狀沿其齒寬按比例變化，成形法銑齒無法做到這一點(diǎn)，只能加工出近似齒形。 5. 磨齒 與雙刀盤銑齒中第二種刀盤銑齒方法相同，是用砂輪代替刀盤精加工齒面的一種方法，加工齒向是鼓形齒。 3.4.2 弧齒錐齒輪加工 弧齒錐齒輪銑齒：弧齒錐齒輪用銑刀盤銑齒，銑刀盤在銑齒機(jī)搖臺(tái)上做旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)，搖臺(tái)與被加工錐

61、齒輪做相對(duì)滾動(dòng)。刀盤與被加工錐齒輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，相當(dāng)于一個(gè)平頂或平面圓弧齒輪與被加工錐齒輪的嚙合，加工所得齒形是近似的漸開線齒形。刀盤滾切展成循環(huán)一次，加工出一個(gè)齒或一個(gè)齒側(cè)面。被加工齒輪分度后，再加工另一個(gè)齒或另一個(gè)齒側(cè)面。加工齒形有收縮齒和等高齒兩種。 收縮齒錐齒輪的輪齒大小兩端與對(duì)應(yīng)的直徑大小成比例，即齒的面錐、節(jié)錐、根錐三者角度大小不相等。加工這種錐齒輪，銑刀盤的旋轉(zhuǎn)軸線要垂直齒根錐面，理想的齒和槽是大小成比例的。 等高齒錐齒輪的輪齒大小兩端等高，小齒輪的輪齒大小兩端等厚，大齒輪的槽，大小兩端等寬，齒輪的面錐、節(jié)錐和根錐互相平行。加工一對(duì)相嚙合的這種錐齒輪需要三種銑刀盤，即加工大齒輪

62、用一種刀盤，加工小齒輪需要用與加工大齒輪的刀盤相當(dāng)?shù)膬?nèi)齒和外齒刀盤各一種。這種齒形的錐齒輪優(yōu)點(diǎn)是：接觸區(qū)易于調(diào)整和控制。 若把被加工錐齒輪的軸心線調(diào)整到與機(jī)床搖臺(tái)軸心線相錯(cuò)的位置，可加工準(zhǔn)雙曲面錐齒輪副。 弧齒錐齒輪磨齒： 弧齒錐齒輪磨齒就是用砂輪代替刀盤進(jìn)行齒面精加工。磨齒方法和原理與用刀盤銑齒的方法和原理相同。 3.4.3 長(zhǎng)幅外擺線錐齒輪加工 長(zhǎng)幅外擺線錐齒輪，指錐齒輪齒線的平面展開圖是長(zhǎng)幅外擺線。這種錐齒輪的銑齒特點(diǎn)是：若機(jī)床搖臺(tái)固定不動(dòng)，刀盤與被加工錐齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以連續(xù)切齒，即同時(shí)完成齒槽切削和分度。銑刀盤與被加工錐齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速比，等于被加工錐齒輪的定圓半徑與銑刀盤的滾圓

63、半徑之比，也等于被加工錐齒輪齒數(shù)與銑刀盤的內(nèi)外刀齒組數(shù)之比，或者說銑刀盤轉(zhuǎn)過內(nèi)外一組刀齒，被加工錐齒輪轉(zhuǎn)過一個(gè)齒節(jié)距。若銑刀盤隨機(jī)床搖臺(tái)與被加工錐齒輪相對(duì)滾動(dòng)切齒，則一次滾動(dòng)可同時(shí)完成分度和齒形與齒向的加工。 長(zhǎng)輻外擺線錐齒輪，因?yàn)榧庸C(jī)床和切齒刀盤的結(jié)構(gòu)不同，有奧利康、克林根、格里森等齒制，克林根制銑齒刀盤，內(nèi)外刀齒為分式結(jié)構(gòu)，兩組刀齒不同圓心，便于調(diào)整機(jī)床達(dá)到最佳嚙合接觸區(qū)。 若把被加工錐齒輪的軸心線調(diào)整到與機(jī)床搖臺(tái)軸心線相錯(cuò)的位置，可加工雙曲面錐齒輪副。 3.4.4 螺線錐齒輪加工 螺線錐齒輪用指形刀銑齒，在指形刀做切削進(jìn)給的同時(shí)，被加工錐齒輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，銑出螺線齒槽，一個(gè)齒槽銑完

64、，被加工錐齒輪分度，再銑另一個(gè)齒槽。圓弧齒形的指形刀或近似漸開線齒形的指形刀，可以分別加工出圓弧齒形或近似漸開線齒形的螺線錐齒輪。 3.5 特種齒輪加工方法 特種齒輪包括非圓齒輪，諧波齒輪和擺線齒輪等。其加工方法都是相應(yīng)的滾齒、銑齒、插齒、磨齒等方法的特殊應(yīng)用。如插齒方法與數(shù)控技術(shù)配合，改變插齒運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速比和插齒中心距等，可以加工非圓齒輪。改變砂輪形狀和磨齒的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，可以磨削擺線齒輪等。 3.6 齒輪加工方法選擇 齒輪的各種加工方法都有相對(duì)應(yīng)的一種或多種齒輪加工機(jī)床和刀具，不同的行業(yè)(生產(chǎn)批量)生產(chǎn)條件各不相同，可根據(jù)齒輪的種類、材料及熱處理和精度要求等，參考表3－1～表3－4合理

65、選擇加工方法。表中精度等級(jí)的選用分別適用于下列三種情況： 1. 較低精度等級(jí)對(duì)加工機(jī)床、刀具和切齒操作等沒有特殊要求，一般情況下都能達(dá)到的精度等級(jí)。 2. 中間精度等級(jí)要求加工機(jī)床、刀具和切齒操作等均是最佳狀態(tài)，才能達(dá)到的精度等級(jí)。 3. 較高精度等級(jí)必須采取特殊措施，在特定條件下才能達(dá)到的精度等級(jí)。 表3－1 圓柱齒輪工藝方法與加工精度表    表3－2 蝸輪蝸桿工藝方法與加工精度表  表3－4 錐齒輪工藝方法與加工精度表   3.7 齒輪典型工藝 3.7.1 調(diào)質(zhì)齒輪工藝 隨著高性能高速鋼齒輪刀具的出現(xiàn)，中硬齒面齒輪已

66、用得很普遍。這里所講的調(diào)質(zhì)齒輪即指齒面硬度為280～400HBS的中硬齒面齒輪。 1. 調(diào)質(zhì)齒輪軸的典型工藝（見表3－5） 表3－5 調(diào)質(zhì)齒輪軸工藝 工序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容及說明 0 鍛造 檢查毛坯余量 劃一端中心孔加工線 1 正火 預(yù)備熱處理 2 劃線 平一端面并打中心孔 3 粗車 各外圓及端面留量 倒角，表面粗糙度Ra6.3μm 根據(jù)需要留出力學(xué)性能試棒或切下力學(xué)性能試棒 4 探傷 超聲波探傷檢查齒坯是否有內(nèi)部缺陷，若齒坯內(nèi)部質(zhì)量不合格就報(bào)廢 5 粗滾齒 此工序視齒輪模數(shù)大小而安排。調(diào)質(zhì)前是否粗滾齒一般應(yīng)根據(jù)輪緣材料的淬透性、輪緣厚度、熱處理水平等條件規(guī)定各自企業(yè)的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn) 粗滾齒齒厚留量應(yīng)慎重選取。若采用齒厚進(jìn)行測(cè)量，應(yīng)根據(jù)齒頂圓實(shí)際留量對(duì)測(cè)量齒高進(jìn)行修正 6 調(diào)質(zhì) 力學(xué)性能合格后進(jìn)行后續(xù)工序 7 車 若已粗滾齒，則按齒圈找正，否則，按齒頂圓找正，半精車 8 探傷 9 精車 找正，車成各部。保證內(nèi)圓與