插齿与滚齿的区别.docx

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插齿与滚齿的区别

插齿与滚齿的差别:

一个齿轮的加工过程是由若干工序构成的。

为了获取切合精度要求的齿轮，整个加工过程都是环绕着齿形加工工序服务的。

齿形加工方法好多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。

无切削加工包含热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。

无切削加工拥有生产率高，资料耗费少、成本低等一系列的长处，当前已推行使用。

但因其加工精度较低，工艺不够稳固，特别是生产批量小时难以采纳，这些弊端限制了它的使用。

齿形的有切削加工，拥有优秀的加工精度，当前还是齿形的主要加工方法。

按其加工原理可分为成形法和展成法两种。

成形法的特色是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相

同，如图9-3所示。

用成形原理加工齿形的方法有：

用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。

这些方法因为存在

分度偏差及刀具的安装偏差，所以加工精度较低，一般只好加工出9~10级精度的齿轮。

别的，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。

所以，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。

展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。

齿数不一样的齿轮，只需模数和齿形角相同，都能够用同一把刀具来加工。

用展成原理加工齿形的方法有：

滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。

此中剃齿、珩齿和磨

齿属于齿形的精加工方法。

展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分宽泛。

一、滚齿

（一）滚齿的原理及工艺特色

滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。

在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强迫性的啮合，见图9-24所示。

滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。

滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7级以上齿轮的粗加工及半精加工。

滚齿能够获取较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因此齿面的表面粗拙度较粗。

为了提升滚齿的加工精度和齿面质量，宜将粗精滚齿分开。

（二）滚齿加工质量剖析

1.影响传动精度的加工偏差剖析

影响齿轮传动精度的主要原由是在加工中滚刀和被切齿轮的相对

地点和相对运动发生了变化。

相对地点的变化（几何偏爱）产生齿轮的径

向偏差；相对运动的变化（运动偏爱）产生齿轮的切向偏差。

（1）齿轮的径向偏差齿轮径向偏差是指滚齿时，因为齿坯的本质展转中心与其基准孔中心不重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而惹起的周节积累公差，如图9—4所示。

齿轮的径向偏差一般可经过丈量齿圈径向跳动△Fr反应出来。

切齿时产生齿轮径向偏差的主要原由以下：

①调整夹具时，心轴和机床工作台展转中心不重合。

②齿坯基准孔与心轴间有空隙，装夹时倾向一边。

③基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台展转中心产生偏爱。

（2）齿轮的切向偏差齿轮的切向偏差是指滚齿时，本质齿廓相对理论地点沿圆周方向（切向）发生位移，如图9-5所示。

当齿轮出现切向位移时，可经过丈量公法线长度改动公差△Fw来反应。

切齿时产生齿轮切向偏差的主要原由是传动链的传动偏差造成的。

在分齿传动链的各传动元件中，对传动偏差影响最大的是工作台下的分度蜗轮。

分度蜗轮在制造和安装中与工作台展转中心不重合（运动偏爱），

使工作台展转中发生转角偏差，并复映给齿轮。

其次，影响传动偏差的另一重要要素是分齿挂轮的制造和安装偏差，这些偏差也以较大的比率传达到工作台上。

2插齿与滚齿的差别

2.影响齿轮工作安稳性的加工偏差剖析

影响齿轮传动工作安稳性的主要要素是齿轮的齿形偏差△ff和基

节偏差△fpb。

齿形偏差会惹起每对齿轮啮合过程中传动比的刹时变化；

基节偏差会惹起一对齿过渡到另一对齿啮合时传动比的突变。

齿轮传动

因为传动比刹时变化和突变而产生噪声和振动，进而影响工作安稳性精

度。

滚齿时，产生齿轮的基节偏差较小，而齿形偏差往常较大。

下边分

别进行议论。

（1）齿形偏差

齿形偏差主假如因为齿轮滚刀的制造刃磨偏差及滚刀的安装偏差

等原由造成的，所以在滚刀的每一转中都会反应到齿面上。

常有的齿形偏差犹如图9-6所示的各样形式。

图a为齿面出棱、图b为齿形不对称、图c为齿形角偏差、图d为齿面上的周期性偏差、图e为齿轮根切。

因为齿轮的齿面偏离了正确的渐开线，使齿轮传动中刹时传动比不稳固，影响齿轮的工作安稳性。

（2）基节极限偏差滚齿时，齿轮的基节极限偏差主要受滚刀基节偏差的影

响。

滚刀基节的计算式为：

pb0=pn0cosα0=pt0cosλ0cosα0≈pt0cosα0

式中：

pb0――滚刀基节；

pn0――滚刀法向齿距；

pt0――滚刀轴向齿距；

α0――滚刀法向齿形角；

λ0――滚刀分度圆螺旋升角，一般很小，所以cosλ0≈1。

由上式可见，为减少基节偏差，滚刀制造时应严格控制轴向齿距及

齿形角偏差，同时对影响齿形角偏差和轴向齿距偏差的刀齿前刀面的非

径向性偏差也要加以控制。

3.影响齿轮接触精度的加工偏差剖析

齿轮齿面的接触情况直接影响齿轮传动中载荷散布的平均性。

滚齿时，影响齿高方向的接触精度的主要原由是齿形公差△ff和基节极限偏差△fpb。

影响齿宽方向的接触精度的主要原由是齿向公差△齿向公差的主要原由：

Fβ。

产生

（1）滚齿机刀架导轨相关于工作台展转轴线存在平行度偏差，如

9―7所示。

（2）齿坯装夹倾斜因为心轴、齿坯基准端面跳动及垫圈两头

面不平行等惹起的齿坯安装倾斜，会产生齿向偏差，如图9－8所示。

（3）滚切斜齿轮时，除上述影响要素外，机床差动挂轮计算的偏差，也会影响齿轮的齿向偏差。

4.提升滚齿生产率的门路

（1）高速滚齿

最近几年来，我国已开始设计和制造高速滚齿机，同时生产出铝高速钢

（MO5Al）滚刀。

滚齿速度由一般v=30m/min提升到v=100m/min

以上，轴向进给量

f=1.38mm/r

～2.6mm/r

，使生产率提升

25%

。

外国用高速钢滚刀滚齿速度已提升到

100m/min

～150m/min

；

硬质合金滚刀已试验到

400m/min

以上。

总之，高速滚齿拥有必定的

发展前程。

（2）采纳多头滚刀可显然提升生产率，但加工精度较低，齿面粗拙，因此多用于粗加工中。

当齿轮加工精度要求较高时，可采纳大直径滚刀，使参加展成运动的刀齿数增添，加工齿面粗拙度较细。

（3）改良滚齿加工方法

a．多件加工将几个齿坯串装在心轴上加工，能够减少滚刀对

每个齿坯的切入切出时间及装卸时间。

b.采纳径向切入滚齿时滚刀切入齿坯的方法有两种：

径向切入

和轴向切入。

径向切入比轴向切入行程短，可节俭切入时间，对大直径滚刀滚齿时尤其突出。

c.采纳轴向窜刀和对角滚齿滚刀参加切削的刀齿负荷不等，磨损不均，当负荷最重的刀齿磨损到必定程度时，应将滚刀沿其轴向挪动一段距离（即轴向窜刀）后持续切削，以提升刀具的使用寿命。

对角滚齿是滚刀在沿齿坯轴向进给的同时，还沿滚刀刀杆轴向连续挪动，两种运动的合成，使齿面形成对角线刀痕，不单降低了齿面粗拙

度，并且使刀齿磨损平均，提升了刀具的使用寿命和耐用度，如图9－

9所示。

3插齿与滚齿的差别

二、插齿

（一）插齿原理及运动

1．插齿原理

从插齿过程的原理上剖析，如图9－10所示，插齿刀相当于一对轴线互相平行的圆柱齿轮相啮合。

插齿刀本质上就是一个磨有前后角并拥有切削刃的齿轮。

2．插齿的主要运动有：

（1）切削运动插齿刀的上、下来去运动。

（2）分齿展成运动插齿刀与工件之间应保持正确的啮合关系。

插齿刀来去一次，工件相对刀具在分度圆上转过的弧长为加工时的圆周进给量，故刀具与工件的啮合过程也就是圆周进给过程。

（3）径向进给运动插齿时，为逐渐切至全齿深，插齿刀应有径向进给量fr。

（4）让刀运动插齿刀作上下来去运动时，向下是切削行程。

为了防止刀具擦伤已加工的齿面并减少刀齿的磨损，在插齿刀向上运动时，工作台带动工件退出切削区一段距离（径向）。

插齿刀工作行程时，工作台再恢还原位。

（二）插齿的工艺特色

插齿和滚齿对比，在加工质量，生产率和应用范围等方面都有其特

点。

1.插齿的加工质量

（1）插齿的齿形精度比滚齿高滚齿时，形成齿形包络线的切

线数目只与滚刀容屑槽的数目和基本蜗杆的头数相关，它不可以经过改变加工条件而增减；但插齿时，形成齿形包络线的切线数目由圆周进给量的大小决定，并能够选择。

别的，制造齿轮滚刀时是近似造型的蜗杆来代替渐开线基本蜗杆，这就有造形偏差。

而插齿刀的齿形比较简单，可

经过高精度磨齿获取精准的渐开线齿形。

所以插齿能够获取较高的齿形

精度。

（2）插齿后齿面的粗拙度比滚齿细这是因为滚齿时，滚刀在

齿向方向上作中断切削，形成如图9－11a所示的鱼鳞状涟漪；而插齿

时插齿刀沿齿向方向的切削是连续的，如图9－11b所示。

所以插齿时

齿面粗拙度较细。

（3）插齿的运动精度比滚齿差这是因为插齿机的传动链比滚

齿机多了一个刀具蜗轮副，即多了一部分传动偏差。

此外，插齿刀的一

个刀齿相应切削工件的一个齿槽，所以，插齿刀自己的周节积累偏差必

然会反应到工件上。

而滚齿时，因为工件的每一个齿槽都是由滚刀相同

的2～3圈刀齿加工出来，故滚刀的齿距积累偏差不影响被加工齿轮的齿距精度，所以滚齿的运动精度比插齿高。

（4）插齿的齿向偏差比滚齿大插齿时的齿向偏差主要决定于

插齿机主轴展转轴线与工作台展转轴线的平行度偏差。

因为插齿刀工作

时来去运动的频次高，使得主轴与套筒之间的磨损大，所以插齿的齿向

偏差比滚齿大。

所以就加工精度来说，对运动精度要求不高的齿轮，可直接用插齿

来进行齿形精加工，而关于运动精度要求较高的齿轮和剃前齿轮（剃齿

不可以提升运动精度），则用滚齿较为有益。

2．插齿的生产率切制模数较大的齿轮时，插齿速度要遇到插齿

刀主轴来去运动惯性和机床刚性的限制；切削过程又有空程的时间损

失，故生产率不如滚齿高。

只有在加工小模数、多齿数并且齿宽较窄的

齿轮时，插齿的生产率才比滚齿高。

.

3．滚插齿的应用范围：

（1）加工带有台肩的齿轮以及空刀槽很窄的双联或多联齿轮，只好用插齿。

这是因为：

插齿刀“切出”时只需要很小的空间，而滚齿则滚刀会与大直径部位发生干预。

（2）加工无空刀槽的人字齿轮，只好用插齿；

（3）加工内齿轮，只好用插齿。

（4）加工蜗轮，