齿轮的机械加.doc

齿轮的机械加工（机造齿轮） 齿轮可以通过加工铸件、锻件、挤压件、冲压件、扎制件、粉末冶金、金属薄板（可以用来加工微小齿轮，比如用于手表和小钟）获得。非金属的齿轮可有铸造得来。 以下是锻件和铸件的两种机械加工齿轮的方法：仿形法和范成法。 仿形法： 在仿形法中，切削刀具是一把类似于两轮齿间距形状的铣刀。轮齿的形状是由刀具在齿轮坯圆柱表面上反复切削形成的。刀具以适当的深度沿着轮齿的长短方向作轴向运动，加工出轮齿的轮廓。加工完一个轮齿后，刀具复位，齿轮坯分度，刀具加工另一个轮齿，重复以上过程直至（齿轮上）所有的轮齿都加工完。 每把刀都是为加工一定范围齿数设计的。仿形加法出来的轮齿轮廓精度取决于刀具的精度、机床的精度、本身的强度。仿形加工可以在把刀具装在轴上、齿轮坯装在分度头上的铣床上进行，但是（仿形加工的）效率低。 由于刀具有固定的位置，所以仿形加工适用于固定宽度的轮齿。比如，正齿轮和斜齿轮，但是不适用后于锥齿轮。像齿条这样轮齿在直表面上内轮齿的加工，采用在仿形机床上装有轮齿形状轮廓铣刀的方法来加工。 仿形加工法是加工各种各样轮齿轮廓相对简单的一种方法；但是它的运作太慢，许多类型的机床要求有熟练的操作工。所以它只适用于低质量的生产。用具有半自动装置的机床来加工仿形产品更为经济。 范成法： 范成法切削刀具可能是以下几种中的一种: ●齿轮形状刀具 ●齿条形状刀具 ●滚刀 a、齿轮状的刀具可以看成是相互啮合的一对齿轮中的一个，另一个是齿轮坯；我们把这种机床叫插齿机。刀具平行齿轮坯并以缓慢的速度绕齿轮坯转动，一相同的节距圆速度作轴向的往复运动。一组轮系能提供刀具轴和齿轮坯间所需的相关运动。 b、在齿条刨床上，范成刀具是齿条的一部分，它平行于齿轮坯轴做往复运动。因为齿条刀具的实际齿数不多于6~12个，所以刀具回到起始点的时间间隔必须是可调的，但齿轮坯固定不变。 c、当铣削直齿齿轮时，铣刀和齿轮的夹角是90°减去罗纹铣刀的导程角。铣削的所以运动都是螺旋运动，铣削和齿轮不停的做圆周运动，两齿轮啮合在一起直至所以的轮齿加工完。 由于生产各种齿轮的效率高、尺寸精度高，滚齿加工齿轮的方法广泛用于工业生产。虽然这种加工方法适用生产低性能的产品，但是对于生产中高性能的产品也是很经济的。 齿轮的后续加工工艺： 许多后续工序对提高轮齿表面质量是至关重要的。加工方法要根据齿轮的制造方法和齿轮经过热处理后是否会变硬来选择。热处理会导致部分畸变。因此，对齿轮的精加工和热处理都是合适的后续加工。 摩擦抛光 轮齿的表面粗糙度可以通过摩擦抛光的方法得到改善。在20世纪60年代，用特别坚硬齿轮形状的砂轮磨削和用表面滚压的方法来加工轮齿的方法，主要会产生塑性变形。采用冷加工方法加工轮齿时，可以提高轮齿的表面粗糙度和降低表面的残余应力，还有增加它的抗疲劳寿命。但是摩擦抛光不能明显的提高轮齿的精确度。 抛光 研磨 对于要求高平面精度、节距和表面粗糙度的齿轮要经过抛光、研磨的后续处理。特制的抛光轮既可以加工仿形法加工出来的轮齿表面又可以加工范成法加工的轮齿表面。齿轮抛光机床的种类很多，但是带有分度头的机床是最常用的。在仿形抛光机关方法中，砂轮具有同一的齿距形状。在范成法加工方法中，砂轮的运作方式类似于前面讲述的范成刀具的运作方式。 周全设计齿轮机床 设计周全的齿轮生产操作包括以下的几点: a、齿轮坯料的设计很重要，尤其是复杂的轮齿，机床的夹具必须保证安全可靠。 b、尽可能用经济的生产方法制造出合格的平面精度和表面粗糙度的齿轮。 c、对于机床来说宽齿比窄齿难加工。 d、齿轮的制造要求高精度的机床主轴。 e、轮齿和法兰间应有和是的间隙，轴肩、还有其他的一些相关的特性要求也是如此。 f、设备应尽可能采用标准刀具。 齿轮的经济化生产 在生产加工中，随着表面精度和质量的提高，生产的费用也在增加。下表显示了有关齿轮自己了性能的制造成本，它是有AGMH（美国齿轮制造协会）DIN（德国齿轮制造协会）制定的数据。数值越高，表明轮齿的 尺寸公差就越小。注意变化幅度引起成本的变化。 概括总结 ● 许多形状复杂的零件可以通过镶嵌、车削、和端铣削、拉削来加工。铣削是最常用的方法之一，因为它可以加工出各种形状复杂的零件。 ● 虽然这三种加工工艺类似于车削、钻削的加工方法，但是后者的加工多采用多刃刀具在可变的轴上加工出所要求的零件。 ● 这些机床刀具的有计算机控制，进行灵活管理。 ● 齿轮除了前面介绍的成形加工方法外，齿轮还可以采用机床生产（仿形切削和范成加工），后者具有高的表面粗糙度和尺寸精度。后者通过剃齿、抛光、研磨等后续加工工艺来提高轮齿的表面粗糙度和尺寸精度。 Gear machining (m