直齿圆柱齿轮的铣削加工方法

　　铣削加工的范围很广，主要加工各种平面（水平面、垂直面、斜面和台阶面等），沟槽和成形面等，还可利用分度头进行分度件的加工。齿轮就利用分度头进行铣削加工。

　　一、齿轮简介

　　齿轮的用途很广，是各种机械设备中的重要零件，如机床、飞机、轮船及日常生活中用的手表、电扇等都要使用各种齿轮。齿轮的种类很多，有圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮、螺旋齿轮、直齿伞齿轮、螺旋伞齿轮、蜗轮等。其中使用较多，亦较简单的是圆柱直齿轮，又称标准圆柱齿轮。有关齿轮渐开线的形成、模数、压力角等参数将在有关课程中介绍。这里主要介绍圆柱直齿轮的加工方法。

　　齿轮齿形的加工方法有两种。一种是成形法，就是利用与被切齿轮齿槽形状完全相符的成形铣刀切出齿形的方法，如铣齿；另一种是展成法，它是利用齿轮刀具与被动齿轮的相互啮合运动而切出齿形的加工方法，如滚齿和插齿（用滚刀和插刀进行示范）。下面介绍用铣床加工齿轮的方法。

　　二、圆柱直齿轮的铣削加工

　　圆柱直齿轮可以在卧式铣床上用盘状铣刀或立式铣床上用指状铣刀进行切削加工。现以在卧式铣床上加一只z=16(即齿数为16)，m=2(即模数为2)的圆柱直齿轮为例，介绍齿轮的铣削加工过程。

　　1、检查齿坯尺寸

　　主要检查齿顶圆直径，便于在调整切削深度时，根据实际齿顶圆直径予以增减，保证分度圆齿厚的正确。

　　2、齿坏装夹和校正

　　正齿轮有轴类齿坏和盘类坯。如果是轴类齿坯，一端可以直接由分度头的三爪卡盘夹住，另一端由尾座顶尖顶紧即可；如果是盘类齿坯，首先把齿坯套在心轴上，心轴一端夹在分度头三爪卡盘上，另一端由尾顶尖顶紧即可。校正齿坯很重要。首先校正圆度，如果圆度不好，会影响分度圆齿厚尺寸；再校正直线度，即分度头三爪卡盘的中心与尾座顶尖中心的连线一定要与工作台纵向走刀方向平行，否则铣出来的齿是斜的；最后校正高低，即分度头三爪卡盘的中心至工作台面距离与尾座顶尖中心至工作台面距离应一致，如果高低尺寸超差，铣出来的齿就有深浅。

　　3、分度计算与调整

　　根据工件的齿数和精度要求，确定分度方法，进行分度计算，根据计算结果选择分度盘孔圈数孔数，并调整分度叉。

　　4、铣刀的选择、装夹和对中

　　根据齿轮的模数和齿数按表选择合适的铣刀刀号。

　　首先选择与被切齿轮的模数相同的圆盘铣刀；其次根据下表选择铣刀刀号（因为同一模数的圆盘铣刀有8只），故选用2号铣刀。

　　盘铣刀刀号的选择

　　刀 号    1    2    3    4    5    6    7    8

　　加工齿数范围    12～13    14～16    17～20    21～25    26～34    35～54    55～134    大于135

　　选好铣刀后，把铣刀装夹在刀杆上。安装铣刀时，为增加铣刀的刚性，应该使挂架和床身间的距离尽可能近些。铣刀装好后，检查铣刀的旋转方向和运使挂架和床身间的距离尽可能近些。铣刀装好后，检查铣刀的旋转方向和运转情况。如果偏摆，可通过转动刀杆垫圈等措施加以调整。铣刀的对中很重要，否则会使铣出的齿形不对称，会影响齿轮的正常运转。在生产中常用对中方法有两种：痕迹对中法和圆棒对中法。这里只介绍痕迹对中法。痕迹对中法是一种较方便的对中法，具体方法是将工作台向上运动，使齿坯接近铣刀；然后凭目测使铣刀廓形对称线大致对准齿坯中心；再开动机床使铣刀旋转，并逐渐升高工作台，使铣刀的圆周刀刃和齿坯微微接触，同时来回移动横向工作台；这时齿坯中出现了一个椭圆形刀痕，接着调整铣刀刀廓形对称线对准椭圆中心即可。

　　5、铣标记

　　即在齿坯的边缘上每隔三齿或五齿在齿槽的位置上铣出刀痕，其目的第一是检查分度计算和调整是否正确，第二是便于在铣削过程中能及时发现齿坯是否因铣削力的作用发生了移动。

　　6、调整切削深度

　　铣削深度应按齿厚尺寸来调整。小模数齿轮一般可以一次就将齿形铣出，调整切削深度时，可先近妙龄于全齿高的切削深度试铣出儿条齿槽，测量一下齿厚尺寸，然后根据齿厚实际尺寸再对切削深度作相应调整，直到齿厚尺寸达到图纸要求为止。对模数较大的齿轮，要分粗，精两次铣削，精铣的切削深度可根据粗铣后的齿厚尺寸来进行调整，切削深度调整好后，就可以开始正式铣削。当一个齿槽铣好后，就利用万能分度头进行一次分度，再铣下一个齿槽，直至铣完全部齿。

　　三、齿轮加工方法选择

　　1、铣齿

　　用铣床加工齿轮的优点是机床和刀具简单，加工的齿轮成本低。缺点是辅助时间长，生产率低，又由于使用同一刀号的盘铣刀可以加工一定范围的不同齿数齿轮，这样会产生齿形误差，所以加工齿轮的精度低。铣齿主要用于修配或单件生产，一般精度为9～11级的齿轮。

　　2、滚齿

　　在滚齿机上利用滚刀加工齿形的方法称为滚齿，是展成法的一种。滚齿精度等级可达7级。由于滚齿连续切削，故生产率高，不但能加工直齿圆柱齿轮。还可加工斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和多联齿轮，缺点为设备和滚刀较贵。

　　3、插齿

　　在插齿机上利用插齿刀加工齿轮的方法称为插齿。插齿精度等级可达7级，不仅可加工直齿圆柱齿轮，还可加工内齿轮和多联齿轮。缺点也是设备和插齿刀较贵。

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