首页 理论教育齿轮加工与根切的避免方法——展成法变位加工

齿轮加工与根切的避免方法——展成法变位加工

【摘要】:由此,便可求出标准齿轮避免根切的最少齿数。在加工齿数少于zmin的齿轮时,只要将刀具由加工标准齿轮的位置沿径向外移一段距离后,加工出的齿轮便不会发生根切,这种加工方法便称为展成法变位加工。

1.齿轮轮齿的加工方法

齿轮轮齿的加工方法很多,如精密铸造、模锻、热轧和切削加工等,生产中常用的是切削法,切削法又可分仿形法和展成法两类。

(1)仿形法 仿形法的特点是刀具的形状与被加工齿廓形状完全相同。图1-44所示为仿形铣刀加工齿轮,其中图1-44a是用盘形铣刀加工齿轮,图1-44b是用指形铣刀加工齿轮。加工时,铣刀绕自身轴线旋转,轮坯沿齿轮轴线方向直线移动。每铣完一个齿槽后,将轮坯转过,再铣下一个齿槽,直到全部齿槽加工完毕。

这种切齿方法简单,不需专用机床,在普通铣床上便可进行。但为间断切削,加工精度差,生产率低,故只适用于机械修配和单件生产。

(2)展成法 展成法加工是利用齿轮啮合原理的方法加工齿轮,常用的插齿、滚齿、剃齿等都属展成法。图1-45a为齿轮插刀加工齿轮,具有渐开线齿廓的刀具与轮坯由机床驱动,绕各自轴线旋转并保证它们旋转的角速度与其齿数成反比(相当于一对齿轮啮合)。同时插刀沿轮坯轴线方向上下往复运动进行切削。刀具相对齿坯的各个瞬时位置所组成的包络线,便是被加工齿轮的齿廓,如图1-45b所示。根据一对齿轮正确啮合条件,被加工齿轮的模数、压力角应与插刀的模数、压力角分别相等,故用同一把插齿刀加工出的齿轮都能正确啮合。用齿轮插刀插齿精度较高,但插齿有空回行程,属间断切削,故生产率不高。

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图1-44 仿形法加工齿轮

a)盘形铣刀加工 b)指形铣刀加工

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图1-45 齿轮插刀加工齿轮

a)插齿加工 b)加工出的渐开线齿廓

图1-46为齿条插刀加工齿轮。与齿轮插刀一样,同一把齿条插刀加工出的齿轮都能正确啮合,加工出的齿轮精度较高,但仍为间断切削,生产率不高。采用齿轮滚刀加工齿轮,如图1-47所示,便可克服上述缺点,但滚齿加工不能加工双联齿轮和内齿轮。

2.根切现象和避免根切的措施

(1)根切现象 用展成法加工标准齿轮时,如果被加工齿轮齿数过少,刀具会将轮坯齿廓齿根部分的渐开线切去一部分的现象称为根切(图1-48)。由于根切削弱了轮齿根部的强度,使承载能力下降,因而要设法避免。

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图1-46 齿条插刀加工齿轮

a)插齿加工 b)加工出的渐开线齿廓

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图1-47 齿轮滚刀加工齿轮

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图1-48 齿轮的根切

(2)避免根切的措施

1)展成法加工标准齿轮的最少齿数。在用展成法加工齿轮时,齿轮齿数越少越易发生根切,当齿数z≥2ha/sin2α时,就能避免根切。由此,便可求出标准齿轮避免根切的最少齿数。对于正常齿制ha=1,α=20°,则zmin=17;若为短齿制ha=0.8,α=20°,则zmin=14。

2)采用展成法变位加工。在加工齿数少于zmin的齿轮时,只要将刀具由加工标准齿轮的位置沿径向外移(远离轮坯)一段距离后,加工出的齿轮便不会发生根切,这种加工方法便称为展成法变位加工。