机用丝锥与手用丝锥的工作原理和结构特点完全相同。校准部分有完整的齿形，以控制螺纹尺寸。丝锥的螺纹公差带有：机用丝锥为H1、H2 和H3 三种；手用丝锥为H4 一种。表3-13丝锥的螺纹公差带等级图3-72丝锥结构2.板牙常见的板牙有固定式圆板牙、四方板牙、六方板牙、管形板牙、钳工板牙。......
2023-06-29
齿轮加工刀具的种类和应用范围
【摘要】：齿轮刀具是指加工各种齿轮、蜗轮、链轮和花键等齿廓形状的刀具。由于齿轮的种类很多，加工要求及加工方法又各不相同，所以齿轮刀具的种类也很多。表9－1盘铣刀的编号标准齿轮铣刀的模数、齿形角和加工的齿数范围都标记在铣刀的端面上。齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、蜗轮刀具和锥齿轮刀具等均属展成齿轮刀具。其加工齿轮的模数范围内0.1～40mm，且同一把齿轮滚刀可加工相同模数的任意齿数的齿轮。
齿轮刀具是指加工各种齿轮、蜗轮、链轮和花键等齿廓形状的刀具。由于齿轮的种类很多，加工要求及加工方法又各不相同，所以齿轮刀具的种类也很多。齿轮以渐开线圆柱齿轮应用最多，加工渐开线圆柱齿轮的刀具，按齿面切削加工原理分为成形齿轮刀具（如盘形齿轮铣刀和指状齿轮铣刀）和展成齿轮刀具（如齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀等）两大类。
一、成形法齿轮刀具
这类刀具切削刃的廓形与被切齿轮齿槽形状相同或近似相同，常用的有盘形齿轮铣刀和指形齿轮铣刀两种，如图9－19所示。
1.盘形齿轮铣刀
盘形齿轮铣刀实际是一把铲齿成形铣刀，如图9－19（a）所示。一般在普通铣床上利用分度头加工直齿或斜齿圆柱齿轮。工作时铣刀旋转并沿齿槽方向进给，铣完一个齿后进行分度，再铣第二个齿，故生产率和加工精度都较低，主要用于单件小批量生产或修配中加工低精度的圆柱齿轮。
图9－19 齿轮铣刀
（a）盘形齿轮铣刀；（b）指形齿轮铣刀
用这种铣刀加工齿轮时，齿轮的齿廓精度是由铣刀切削刃形状来保证的，而渐开线齿廓是由齿轮的模数和齿数决定的。所以齿轮的模数、齿数不同，渐开线齿廓就不一样。因此，要加工出准确的齿廓，每一个模数、每一种齿数的齿轮，就要相应地用一种形状的铣刀，这样做显然是行不通的。在实际生产中，是将同一模数的齿轮铣刀按其所加工的齿数分为8组（精确的是15组），每一组内不同齿数的齿轮都用同一把铣刀加工，分组见表9－1。例如，被加工的齿轮模数是3mm，齿数是28，则应选用m＝3mm系列铣刀中的5号铣刀来加工。
表9－1 盘铣刀的编号
标准齿轮铣刀的模数、齿形角和加工的齿数范围都标记在铣刀的端面上。由于每种刀号的铣刀刀齿形状均按所加工齿数范围中最小齿数设计，因此，加工该范围内其他齿数齿轮时，就会产生一定的齿廓误差。盘形齿轮铣刀适用于加工m≤8mm的齿轮。
表9－1中各号铣刀的齿形按其加工齿数范围内的是小齿数设计的原因是，齿数少的齿轮齿形曲率半径小，按此齿形制造的铣刀切齿数较多的齿轮时将把齿顶和齿根部分多切下一些，这样对齿轮啮合的影响较小。
2.指形齿轮铣刀
指形齿轮铣刀实际上是一把成形立铣刀，如图9－19（b）所示，工作时铣刀旋转并进给，工件分度。这种铣刀适合于加工大模数（m＞10mm）的直齿、斜齿轮，并能加工人字齿轮。
二、展成齿轮工具
展成齿轮刀具切削刃的廓形不同于被切齿轮任何剖面的槽形，它是根据齿轮的啮合原理设计而成的切齿刀具，切齿时除主运动外，还需有刀具与齿坯的相对啮合运动，称为展成运动。工件齿形是由刀具齿形的展成运动中若干位置包络切削形成的。齿轮滚刀、插齿刀、剃齿刀、蜗轮刀具和锥齿轮刀具等均属展成齿轮刀具。
展成齿轮刀具的特点是，用同一把刀具可加工同一模数的任意齿数的齿轮，加工精度与生产率均较高，通用性好，在成批加工齿轮时被广泛使用。
1.齿轮滚刀
1）齿轮滚刀的工作原理
图9－20所示为齿轮滚刀，它是按展成法原理加工齿轮的刀具，在齿轮制造中应用很广泛，可以用来加工外啮合的直齿轮和斜齿轮。其加工齿轮的模数范围内0.1～40mm，且同一把齿轮滚刀可加工相同模数的任意齿数的齿轮。
图9－20 齿轮滚刀
图9－21所示为用齿轮滚刀加工齿轮的工作原理图。齿轮滚刀加工齿轮时相当于一对交错轴啮合的斜齿轮（如图9－22所示），只是其中一个齿轮直径较小，齿数很少（一般只有一个或两个齿），螺旋角β很大，牙齿很长，以致每一个齿绕本身轴转几圈，使这个齿轮变成了一个螺纹升角γω很小的蜗杆形状，如图9－23所示，但此蜗杆与齿轮的啮合性质并未改变。齿轮滚刀实际上就相当于这个蜗杆，只是在蜗杆上开出了容屑槽，以形成前刀面和切削刃，并做出了后角。容屑槽有直槽和螺旋槽两种，如图9－24所示。滚刀的头数就是斜齿轮的齿数。由图9－23可以看出，滚刀虽做出了容屑槽和后角，但切削刃仍保持在蜗杆的螺旋面上。这个蜗杆就是滚刀的基本蜗杆。
滚齿的主运动是滚刀的旋转运动，进给运动包括齿坯的转动及滚刀沿工件轴线向下的进给移动。为保持滚刀与工件齿向一致，滚刀轴线与工件端面需倾斜一个安装角φ，如图9－25所示。调节滚刀与工件的径向距离，即可控制滚齿时的背吃刀量。滚切斜齿轮时，除上述运动外，工件还有一个附加转动，附加转动的大小与斜齿轮螺旋角大小有关，它与滚刀进给运动配合，可在工件圆柱表面切出螺旋齿槽。
图9－21 齿轮滚刀加工齿轮的工作原理
图9－22 交错轴啮合的斜齿轮副
图9－23 滚刀的基本蜗杆
1—侧后面；2—顶后面；3—侧刃；4—基本蜗杆螺旋面；5—顶刃；6—前面
图9－24 齿轮滚刀的容屑槽
图9－25 齿轮滚刀的安装角
（a）螺旋角旋向一致，φ＝β－γzo；（b）螺旋角旋向相反，φ＝β＋γzo
2）齿轮滚刀的基本蜗杆
滚刀的基本蜗杆有渐开线蜗杆、阿基米德蜗杆和法向直廓蜗杆三种。加工渐开线齿轮所用的滚刀，其基本蜗杆理应是渐开线基本蜗杆，但由于渐开线基本的轴向、法向剖面的齿形都不是直线形状，故给滚刀的加工制造及精度控制带来困难。实际生产中，常采用轴向剖面为直线形的阿基米德基本蜗杆（图9－26）滚刀，即阿基米德滚刀，以及在齿形任意法向剖面中具有直线齿形的法向直廓基本蜗杆（图9－27）滚刀，即法向直廓滚刀。
阿基米德蜗杆和法向直廓蜗杆的制造及检验都比渐开线蜗杆方便，虽然两者的齿形有造形偏差，使用它们加工出来的齿轮齿形有一定的误差，但这一误差很小，不致影响齿轮的加工精度。
3）齿轮滚刀的选用
按国家标准规定，齿轮滚刀的精度等级分为四级：AA、A、B、C级，分别用于加工6～7级、7～8级、8～9级和9～10级精度的齿轮。滚刀的精度等级一般标注在滚刀端面上。一般工具厂制造的标准齿轮滚刀均为阿基米德滚刀。模数为1～10mm的标准齿轮滚刀一般用高速钢整体制造，均用0°前角直槽，它的主要优点是制造、刃磨、检验方便。大模数的标准齿轮滚刀一般可用镶齿式，一是节省高速钢材料，同时也因为镶齿滚刀刀片锻造方便、金相组织细化、热处理易于保证质量，因此切削性能好、寿命长。
图9－26 阿基米德螺旋面及其车削方法
图9－27 法向直廓螺旋面及其车削方法
在用齿轮滚刀加工齿轮时，应按齿轮要求的精度等级，选用相适应精度等级的齿轮滚刀，凡是用较低精度的滚刀能满足使用要求时，尽量不用高精度的滚刀，以免造成浪费。滚刀的螺旋方向与被加工齿轮的相同，若加工直齿轮，则一般选用右旋齿轮滚刀。滚刀安装到机床上以后，要用千分表检查滚刀两端轴台的径向跳动量（图9－28），使其不超过允许值（一般加工外径200mm以下8级精度齿轮时应不大于0.03mm），且两轴台的跳动方向和数值应尽可能一致，以免滚刀轴线在安装中产生偏斜。
滚齿过程中，各刀具担负切削的载荷量是不均匀的，越靠近滚刀和被切齿啮合点的刀齿，其切削量越大，磨损越快；越远离啮合点的刀齿切削量越小，磨损较慢。为能充分利用滚刀各刀齿，延长其使用寿命，应使滚刀在切削一定数量的齿轮后，沿其轴线移动一定距离，称为适时窜位。
图9－28 滚刀安装后径向跳动量的检查
2.插齿刀
1）插齿刀的工作原理
在生产中，插齿刀是仅次于齿轮滚刀的常用齿轮刀具。插齿刀也是利用展成法原理加工齿轮，同一把插齿刀可以加工模数和齿形角相同而齿数不同的齿轮。它既可加工外啮合齿轮，也能加工内齿轮、塔形齿轮、带凸肩齿轮、人字齿轮及齿条等。插齿刀的形状很像一个圆柱齿轮，其模数、齿形角与被加工齿轮对应相等，只是插齿刀有前角、后角和切削刃。
在齿轮加工过程中，插齿刀的上下往复运动是主运动，向下为切削运动，向上为空行程。此外还有插齿刀的回转运动与工件的回转运动相配合的展成运动。开始切削时，在机床凸轮的控制下，插齿刀还有径向进给运动，沿半径方向切入工件至预定深度后径向进给停止，而展成运动仍继续进行，直至齿轮的牙齿全部切完为止。为避免插齿刀回程时与工件摩擦，还有被加工齿轮随工作台动作的让刀运动，如图9－29所示。
2）插齿刀的选用
常用的直齿插齿刀已标准化，按照GB／T6081—2001规定，直齿插齿刀有盘形、碗形和锥柄插齿刀，如图9－30所示。盘形插齿刀用于加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮，碗形插齿刀用于加工塔形和多联直齿轮，锥柄插齿刀用于加工直齿内齿轮。
图9－29 插齿刀的工作原理
图9－30 插齿刀的类型
（a）盘形插齿刀；（b）碗形插齿刀；（c）锥柄插齿刀
插齿刀有AA级、A级和B级三个精度等级，可分别加工6级、7级、8级精度的齿轮。插齿刀使用前要校验加工时是否会产生顶切、根切和过渡曲线干涉。插齿刀一般用高速钢制造，现在中、小模数的插齿刀也有用硬质合金制造的。
3.剃齿刀
1）剃齿刀工作原理
剃齿刀常用于未淬火的软齿面圆柱齿轮的精加工。滚齿或插齿以后经过剃齿加工，其精度可达6～8级，表面粗糙度为Ra3.2～1.6μm，且生产率很高，在成批大量生产中得到广泛应用。剃齿加工在原理上也属于展成法。由于剃齿加工相当于一对交错轴斜齿轮啮合传动过程，所以剃齿刀实质上也是一个高精度的圆柱斜齿轮，并且在齿侧面上沿齿向做出了许多小的凹形容屑槽而形成切削刃，如图9－31所示。剃齿时，剃齿刀安装在剃齿机床的主轴上做旋转运动，工件安装在心轴上，心轴的两端面有中心孔与工作台上的顶尖精确配合。剃齿刀与工件的轴线交错在一定角度，由剃齿刀带动工件自由转动并模拟一对斜齿轮做双面无侧隙啮合运动（如图9－32所示），同时剃齿刀对工件施加一定压力，在啮合过程中二者沿齿向和齿形面产生相对滑移，利用剃齿刀沿齿向开出的侧面凹槽切削刃沿工件齿向切去一层很薄的金属（厚度为0.005～0.01mm）。
图9－31 剃齿刀
图9－32 剃齿刀工作原理
从剃齿原理分析可知，两齿面是点接触，但因工件材料的弹、塑性变形面而成为小面积接触。工件转过一转后，齿面上只留下接触点斑痕，如图9－33所示。为了使工件整个齿面都能得到加工，工件必须做往复直线运动。工作台带动工件在每次单向行程后，剃齿刀反转，工作台反向时，剃削齿轮的另一侧面。工作台双向行程后，剃齿刀沿工件径向间歇进给一次，逐渐剃去齿面的加工余量，以达到工件加工要求。
2）剃齿刀的选用
要选用模数和齿形角与被剃齿轮相同的剃齿刀。剃齿刀的精度标准各国不同，我国剃齿刀精度标准有A级和B级两个精度等级。A级适用于6级齿轮，B级适用于加工7级齿轮。但小模数（m＜1mm）剃齿刀尚无统一标准，只有企业标准，精度分为A、B、C三个等级，用于加工6级、7级、8级精度齿轮。
图9－33 剃齿刀上接触线
有关金属切削加工与刀具（第2版）的文章
- 详细阅读
-
孔加工刀具种类及用途分析详细阅读
图6－3扁钻整体式；装配式2.麻花钻麻花钻是孔加工刀具中应用最为广泛的工具，特别适合直径小于30mm孔的粗加工，生产中也有把大一点的麻花钻作为扩孔钻使用的。扩孔钻按刀具切削部分的材料来分，有高速钢和硬质合金两种。......
2023-07-01
-
自动化加工刀具的应用和优势详细阅读
但由于其工作的特点，数控刀具也有一些特殊的地方，如刀具的存储、在机床上的安装和自动换刀以及为达到以上目的而具有一套刀具柄部标准系统等。对于数控机床和加工中心用的刀具，除应具备普遍刀具应有的性能外，还应满足以下要求：必须从数控加工的特点出发来制定数控刀具的标准化、系列化和通用化结构体系。数控刀具系统应是一种模块式、层次化、可分级更换组合的体系。......
2023-07-01
-
干式齿轮加工应用实例分享详细阅读
干滚切工艺因不需要使用切削液，除了明显地减小了生产成本与有利于环境保护外，还能获得很好的表面粗糙度，齿轮加工精度可以很容易达到ISO7级精度。......
2023-06-25
-
常用刀具材料及其应用范围详细阅读
目前，在生产中所用的刀具材料主要是高速钢和硬质合金两类。碳素工具钢、合金工具钢因耐热性差，仅用于手工或切削速度较低的刀具。硬质合金的常温硬度达89～93HRA，在800～1 000℃时硬质合金还能进行切削，刀具寿命比高速钢刀具高几倍到几十倍，可加工包括淬硬钢在内的多种材料。表2-4切削用硬质合金的牌号与用途分组代号表2-5不同硬质合金刀具的应用范围......
2023-06-29
-
热固性塑料的种类及应用范围详细阅读
因酚醛树脂很脆，冲击强度差，必须加入各种纤维或粉末状填料后才能获得具有一定性能要求的酚醛塑料。又称电木粉或胶木粉，酚醛塑料粉是以木粉等为填料加上固化剂、促进剂、润滑剂和着色剂等制成。玻璃布层酚醛塑料又称为玻璃钢。石棉布层压塑料主要用于高温下工作的电气零件。......
2023-06-30
-
麻花钻在小孔加工中的应用和种类介绍详细阅读
加工30mm以下的孔时，至今仍以麻花钻为主。高速钢麻花钻种类很多，本节重点加以介绍。为制造方便，直柄麻花钻一般不制作颈部。标准麻花钻的直径系列国家标准已有规定。标准麻花钻螺旋角β＝18°～30°。顶角2与外径处的主偏角κr的大小较接近，故常用顶角2大小来分析对钻削过程的影响。......
2023-07-01
-
齿轮加工机床类型及应用简介详细阅读
精加工机床主要包括剃齿机、珩齿机及各种圆柱齿轮磨齿机等。锥齿轮加工机床除加工直齿锥齿轮的刨齿机、铣齿机和加工弧锥齿轮的铣齿机外，还有加工齿长方向为摆线或渐开线和外摆线或标准渐开线的铣齿机以及精加工机床。此外，锥齿轮加工机床包括加工锥齿轮所需的倒角机、淬火机、滚动检查机等设备。传动链的两端件是滚刀与工件，两者应准确地保持一对啮合齿轮的传动比。......
2023-06-29
相关推荐