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齿轮精密加工的四大方法--剃齿、珩齿、磨齿和研齿

发布时间:2017-09-05 | 来源:互联网 | 作者:张薇
  齿面精度在6级以上,粗糙度值小于Ra0.4μm的齿轮,在一般的滚、插加工之后,还需要

进行精加工。齿轮精加工的方法主要有剃齿、珩齿、磨齿和研齿等。

(1)剃齿 剃齿在原理上属展成法加工,如图1-3-9所示。所用刀具称为剃齿刀,它的外形很象一个斜齿圆柱齿轮,齿形作得非常准确,并在齿面上开出许多小沟槽,以形成切削?#23567;?#22312;与被加工齿轮啮合运转过程中,剃齿刀齿面上众多的切削刃,从工件齿面上剃下?#26438;?#29366;的?#34892;跡?#20197;提高齿形精度和减小齿面粗糙度值。

剃齿一般在专门的剃齿机上进行,也可以在铣床等其他机床改装的设备上进?#23567;?#21059;齿的精度主要取决于剃齿刀的精度,较剃齿前约提高一级,可达到6~5级。由于剃齿刀的耐用度和生产率?#32454;擼?#26426;?#24067;?#21333;?#19994;?#25972;方便,所以广泛用于齿面未淬硬的(低于35HRC)直齿和斜齿圆柱齿轮的精加工。当齿面硬度超过35HRC 时,就不能用剃齿加工,则要用珩齿或磨齿进行精加工。

(2)珩齿 珩齿与剃齿的原理完全相同,只?#36824;?#26159;不用剃齿刀,而用珩磨轮。珩磨轮是用磨料与环氧树脂等浇铸或热压而成的、且具有很高齿形精度的斜齿圆柱齿轮。当它以很高的速度带动工件旋转时,就能在工件齿面上切除一层很薄的金属,使齿面粗糙度值减小到Ra0.4μm以下。珩齿对齿形精度改善不大,主要是减小热处理后齿面的粗糙度。

珩齿在专门的珩齿机上进行,珩齿机与剃齿机的区别不大,但转速高得多。

(3)磨齿 磨齿主要用来精加工齿面已淬硬的齿轮,加工方法有成形法磨齿和展成法磨齿两种。

成形法磨齿需将砂轮靠外圆处的两侧面修整成与工件齿间相吻合的形状,然后对已经切削过的齿间进行磨削,加工方法与用齿轮铣刀铣齿相似。虽然成形法磨齿的生产?#26102;?#23637;成法磨齿高,但因砂轮修整?#32454;?#26434;,磨齿时砂轮磨损不均匀会降低齿形精度,加上机床分度精度的影响,它的加工精度较低,所以,在实际生产中,成形法磨齿应用较少,展成法磨齿应用较多。

展成法磨齿根据所用砂轮和机床不同可分为双斜边砂轮(或?#35889;?#38754;砂轮)磨齿和两个碟形砂(或称双砂轮)磨齿两种。用双斜边砂轮磨齿是把砂轮修整成锥形,以构成假想齿条的齿面(图1-3-10)。砂轮作高速旋转,同时沿工件轴向作往复运动,以便磨出全齿宽。工件则?#32454;?#22320;按照一齿轮沿固定齿条作纯滚动的方式,边转动边移动,当工件逆时针方向旋转并向右移动时,砂轮的?#20063;?#38754;磨削齿间" 的右齿面;当齿间. 的右齿面由齿根至齿顶磨削完毕后,机床使工件得到与上述完全相反的运动,利用砂轮的左侧面磨削齿间" 的左齿面。当齿间" 的左齿面磨削完毕后,砂轮进入下一个齿间#,重新开始磨削,如此自动循环,直至全部齿间磨削完毕。
  

用两个碟形砂轮磨齿(图1-3-11)时,两个砂轮倾斜一定角度,其端面构成假想齿条两个(或一个)齿的两个齿面,同时对轮齿进行磨削。其加工原理与用双斜边砂轮磨齿完全相同,所不同的是用两个砂轮同时磨削一个齿间的两个齿面或两个不同齿间的左右齿面。此外,为?#22235;?#20986;全齿宽而必须的轴向往复运动,是由工件来完成的。
  

以上两种磨齿方法,加工精度?#32454;擼?#19968;般可达6~4级。但齿面是由齿根至齿顶逐渐磨出,而不象成形法磨齿一次成形,故生产率低于成形法磨齿。

成形法和展成法磨齿,其分度都是间歇进行的,所以生产效率皆较低。再加上磨齿机的结构复杂,精度要求很高,价格昂贵,所以,磨齿只适用于精加工齿面淬硬的、高速高精度齿轮。

为了提高磨齿的生产效率,可以采用蜗杆形砂轮磨齿(图1-3-12),其加工原理与滚齿类似。由于连续分度以及很高的砂轮转速,所以生产率很高。但是,蜗杆形砂轮的修整很困难,故目前应用尚少。
  


(4)研齿研齿是齿轮的光整加工方法之一,其加工原理是使被研齿轮与轻微制动的研磨轮作无间隙的?#26434;?#21870;合,并在啮合的齿面间加入研磨剂,利用齿面的相对滑动,从被研齿轮的齿面上切除一层极薄的金属,达到减小表面粗糙度值和校正齿轮部分误差的目的。

图1-3-13为研齿的加工示意图,被研齿轮安装在三个研磨轮之间,同时与三个研磨轮啮合。研磨直齿圆柱齿轮时,三个研磨轮中,一个是直齿圆柱齿轮,另两个是斜齿圆柱齿轮。研齿时,工件带动被制动的研磨轮旋转,为了在全齿宽上研磨齿面,工件沿轴向作快速往复运动。研磨一定时间后,改变旋转方向,研磨另一齿面。
  

研齿的精度主要取决于研齿前齿轮的精度和研磨轮的精度,并且研磨仅能?#34892;?#22320;提高齿面质量及稍修正齿形、齿向误差,对其它精度改善不大。它主要用于没有磨齿机或不便磨齿(如大型齿轮)时,淬硬齿面齿轮的精加工。

齿轮齿形加工方法的选择,主要取决于齿轮精度和齿面粗糙度的要求以及齿轮的结构、形状、尺寸、材料和热处理状态等。表1-3-7所列出的9~4精度圆柱齿轮常用的最终加工方法,可作为选择齿形加工方法的依据和参考。
  
 
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