金属切削原理与刀具（中职）项目十.pptx

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项目十切齿刀具,电子课件,目录,任务1切齿刀具的分类,任务2齿轮铣刀与插齿刀,任务3齿轮滚刀与蜗轮滚刀,任务1切齿刀具的分类,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,成形法齿轮加工刀具：

用成形法加工齿轮时，刀具的齿形与被加工齿轮的齿槽形状相同。

最常用的是用盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,一、盘形齿轮铣刀盘形齿轮铣刀是在卧式铣床上利用分度头进行分齿，盘形齿轮铣刀作旋转运动，工作台作进给运动，加工直齿或斜齿齿轮，盘形齿轮铣刀外形及加工过程如图10-1所示。

其生产率和加工精度都比较低，适用于单件生产或修配工作中加工要求不高的圆柱齿轮,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,图10-1盘形齿轮铣刀外形及加工过程,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,1、盘形齿轮铣刀的几何参数盘形齿轮铣刀的刃形是按照被加工齿轮的槽形和尺寸而设计的，其几何参数如图10-2所示。

盘形齿轮铣刀是铲齿成形铣刀，前角f=0，使刃形与齿槽形相同，以便减小齿形加工误差。

为了有利于切削，齿顶后角af和齿侧后角nD也是铲削而成。

K为齿顶后角af的铲削量。

任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,图10-2盘形齿轮铣刀几何参数,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,2、盘形齿轮铣刀的选用用盘形齿轮铣刀加工齿轮时，齿轮的模数和压力角相同，但齿数不同，齿槽形状也不相同。

由渐开线形成原理可知，齿数越少，则基圆越小，渐开线就弯曲得越厉害。

因此，在加工不同齿数的齿轮时，应采用不同齿形的铣刀，这样就会使铣刀的数量特别多。

生产中为了减少盘形齿轮铣刀的数量，常用一把铣刀加工模数和压力角相同，但齿数规定了加工范围的齿轮，如表10-1所示。

任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,表10-1,每号铣刀加工齿数的范围,注：

八把一套的盘形齿轮铣刀，加工的齿轮模数在0.38mm范围内，每个铣刀号的齿形是按加工范围最少齿数的齿轮齿形设计的。

任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,二、指形齿轮铣刀指形齿轮铣刀实际上是一把成形立铣刀，其外形及加工过程如图10-3所示。

当加工齿轮模数大于lOmm时，在立式铣床上利用分度头进行分齿，指形齿轮铣刀作旋转运动（也可同时进给），工作台作进给运动，进行铣齿工作。

这种加工方法能加工大模数的直齿和斜齿轮，并能加工人字齿轮，但仅适用于单件生产和修配工作。

任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,图10-3指形齿轮铣刀外形及加工过程,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,展成法（又称渐成法）切齿刀具切削刃的廓形不同于被切齿轮任何剖面的槽形，它是利用齿轮的啮合原理加工齿轮。

切齿时除刀具本身旋转外，还有刀具与齿坯的相对啮合运动，称展成运动。

用展成法切齿刀具加工齿轮时，刀具本身好像也是一个齿轮，它和被加工的齿轮各自按啮合关系要求的速比转动，而由刀具齿形包络出齿轮的齿形。

任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,展成法切齿刀具中有齿轮滚刀、插齿刀、梳齿刀、剃齿刀、加工非渐开线齿形的各种滚刀、蜗轮刀具和锥齿轮刀具等。

展成切齿法的特点是一把刀具可加工同一模数的任意齿数的齿轮，通过机床传动链的配置实现连续分度，因此刀具通用性好，加工精度与生产率高，在成批加工齿轮时被广泛使用。

齿轮加工机床绝大多数采用展成法，常用的展成法切齿刀具有滚齿刀、插齿刀、剃齿刀和弧齿锥齿轮盘等，如图10-4所示。

任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,a）滚齿刀,b）插齿刀,任务1切齿刀具的分类,活动一成形法切齿刀具,活动二展成法切齿刀具,c）剃齿刀,d）弧齿锥齿轮盘,任务2齿轮铣刀与插齿刀,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,齿轮铣刀常用的类型有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀。

盘形齿轮铣刀实际上是一种铲齿成形铣刀。

前角为零时，刃口形状就是所加工齿轮的渐开线形状，其廓形由齿轮的模数、齿数和压力角决定。

盘形齿轮铣刀的分组原因：

齿轮的渐开线形状决定于基圆的大小，如图10-5所示，齿轮的齿数越少，基圆直径就越小，渐开线齿形曲率半径也就越小。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动二插齿刀,齿数多到无穷大时，齿轮变为齿条，齿形变为直线。

活动一齿轮铣刀,a）不同刀号齿形b）斜齿轮当量齿数c）锥齿轮当量齿数,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,根据以上分析，从理论上讲，加工任意一种模数、齿数的齿轮都需用一种一定刃形的齿轮铣刀。

但是如果这样齿轮铣刀就会太多,为减少铣刀的储备，每一种模数的铣刀，由8把或15把组成一套，每一刀号的铣刀用于加工某一齿数范围的齿轮，如表10-2所示,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,同一模数的铣刀是按被加工工件齿数范围分号的，每一号铣刀的齿形是按该号中最少齿数的齿轮齿形确定的，如果用这把铣刀铣削同号中其他齿数的齿轮时齿形就有误差。

这种误将使加工的齿轮除分圆处以外的齿厚变薄，增大了齿侧间隙，这对于低精度的齿轮是允许的,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,一、插齿刀的工作原理插齿刀的工作原理如图10-6所示。

插齿刀安装在插齿机床的主轴上，它具有圆周进给运动、上下直线切削主运动，还有让刀运动。

工件逐渐地向插齿刀作径向切入的径向进给运动，并与插齿刀按规定传动比作啮合旋转运动（展成运动）。

这样，被切齿轮坯转过一周后便成为齿轮。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,切削刃上下运动轨迹形成的齿轮称作“产形”齿轮。

插齿刀与齿坯相对旋转形成圆周进给运动，它相当于产形齿轮与被切齿轮作无间隙的啮合。

所以插齿刀切出的齿轮模数、压力角与产形齿轮的模数、压力角相同，齿数由插齿刀与齿坯啮合运动的传动比决定。

插齿刀开始切齿时有径向进给，切到全齿深时停止进给。

为了减少插齿刀与齿面摩擦，插齿刀在返回行程时，齿坯有让刀运动。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,a）加工直齿轮,b）加工斜齿轮,图10-6插齿刀的工作原理,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,在进行斜齿轮的加工时，插齿刀的产形齿轮必须与被切齿轮齿坯的螺旋角大小相等，旋向相反，如图10-6b所示。

插齿时插刀上下运动的同时，由机床上螺旋导轨装置使插齿刀形成附加的螺旋运动。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,二、插齿刀结构分析“产形”齿轮如图10-6所示，直齿插齿刀的切削刃在插齿刀前端面上的投影应当是渐开线，这样，当插齿刀沿其轴线方向往复运动时，切削刃的运动轨迹就象一个直齿渐开线齿轮的齿面，这个假想的齿轮称为“产形”齿轮。

根据齿轮啮合的基本条件，这个产形齿轮的模数m和齿形角应等于被加工齿轮的模数和齿形角。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,插齿刀及其产形齿轮的基圆直径为：

dbomzocos式（10-1）式中：

zo为插齿刀的齿数。

插齿刀的每个刀齿都有三个切削刃：

一个顶刃和两个侧刃。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,顶刃：

假设把插齿刀的前刀面做成垂直于插齿刀轴线的一个平面，则刀齿的顶刃将是产形齿轮的顶圆柱面与前刀面的交线（圆弧），其前角将为零度（即p0）；侧刃：

两个侧刃是产形齿轮的齿面（渐开柱面）与前刀面的交线（渐开线）。

顶刃后角：

为了使刀齿的顶刃有后角，将顶后刀面做成一圆锥面，其轴线与插齿刀的轴线重合，则此锥面的底角的余角p就是顶刃的后角。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,侧刃后角：

为了使两个侧刃有后角，将两个侧后刀面分别做成旋向相反的渐开螺旋面：

右侧后刀面做成左旋的渐开螺旋面，左侧后刀面做成右旋的渐开螺旋面。

重磨前刀面以后，刀齿的顶圆直径和分圆齿厚虽然都减小了，但两个侧刃的齿形仍然是渐开线。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,重磨前刀面以后，顶刃向插齿刀轴线移近了。

为了保持刀齿的高度不变，齿根圆也应同样地向插齿刀轴线移近。

由上述可知：

插齿刀的每个端剖面中的齿形可看成是变位系数不同的变位齿轮的齿形。

在新插齿刀的前端面上，变位系数为最大值，且常为正值。

随着插齿刀的重磨，变位系数逐渐减小。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,变位系数等于零的端剖面OO称为插齿刀的原始剖面，在此剖面以后的各个端剖面中，变位系数为负值。

但仍要求齿形是同一基圆上的渐开线，所以插齿刀不同端剖面应作成不等位移系数的变位齿轮。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,三、插齿刀的合理选用1、插齿刀的应用插齿刀可以加工很多种不同形式的齿轮。

插齿刀可以用于加工斜齿外齿轮和斜齿内齿轮，这时可使用斜齿插齿刀，其工作原理如图10-7所示。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,图10-7斜齿插齿刀工作原理,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,插齿刀还可以加工特殊齿轮，如图10-8所示。

其中图10-8a所示为加工带锥度的外齿轮和内齿轮；图10-8b所示为加工端面齿的非渐开线齿轮。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,a）加工带锥度的外齿轮和内齿轮b）加工端面齿的非渐开线齿轮图10-8插齿刀加工特殊齿轮,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,2、插齿刀类型的选择直齿插齿刀按加工模数范围、齿轮形状不同分为盘形、碗形、带锥柄的三种，如图10-9所示。

它们的主要规格与应用范围如表10-3所示。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,a）盘形直齿插齿刀b）碗形直齿插齿刀c）锥柄直齿插齿刀图10-9直齿插齿刀的三种类型,任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,插齿刀的精度等级可根据被加工齿轮所要求的工作平稳性精度等级来选用：

AA级适用于加工6级精度的齿轮；A级适用于加工7级精度的齿轮；B级适用于加工8级精度的齿轮。

任务2齿轮铣刀与插齿刀,活动一齿轮铣刀,活动二插齿刀,任务3齿轮滚刀与蜗轮滚刀,任务3齿轮滚刀与蜗轮滚刀,活动一齿轮滚刀,活动二蜗轮滚刀,齿轮滚刀滚齿的原理是相当于一对螺旋齿轮啮合，滚刀相当于小齿轮，工件相当于大齿轮，如图10-10所示。

把齿轮滚刀安装在滚齿机的刀架上，并将齿轮滚刀搬转一个螺旋升角（该角等于容屑槽斜角），使齿轮滚刀的齿向与被切齿轮的齿向相同。

调整好切削深度p，齿轮滚刀旋转并下移进给。

被切齿轮按一定的传动比作圆周进给。

这样就形成了展成运动。

任务3齿轮滚刀与蜗轮滚刀,活动一齿轮滚刀,活动二蜗轮滚刀,齿轮滚刀第一个齿的位置是由第六个齿的位置（假设该齿轮滚刀开六个容屑槽）逐渐切入的，使被切齿轮的两侧齿形是包络曲线，近似等于渐开线。

滚齿时滚刀的旋转是主运动。

齿坯的转动及齿轮沿工件轴线的移动是进给运动。

调节滚刀与工件的径向距离，就可以控制滚齿时的背吃刀量。

滚切斜齿轮时，工件还有附加运动，它与滚刀的进给运动配合，可以在工件圆柱表面切出螺旋齿槽。

任务3齿轮滚刀与蜗轮滚刀,活动一齿轮滚刀,活动二蜗轮滚刀,齿轮滚刀是按展成法加工齿轮的刀具。

在齿轮制造中应用广泛，可用来加工外啮合的直齿轮、斜齿轮、标准齿轮和变位齿轮。

加工齿轮的范围很大，从模数大于0.1mm到小于40mm的齿轮，均可用滚刀加工。

加工齿轮的精度一般达79级，在使用超高精度滚刀和严格的工艺条件下也可以加工56级精度的齿轮。

用一把滚刀可