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第三章 金属切削机床与刀具 第三章 金属切削机床与刀具 5. 磨齿机 用砂轮按范成法或成形法磨削齿轮或齿条等的齿面，称为磨齿。磨齿是目前齿轮加工中精度最高的方法之一。磨齿精度可达3～4级，表而粗糙度Ra值为0.2～0.8μm。齿轮经过淬硬后，如果变形较大或精度要求在IT6级以上时，一般均需磨齿。磨齿对磨前齿轮误差或热处理变形具有较强的修正能力，但磨齿生产率低，成本较高。 磨齿的方法很多，按磨齿原理可分为成形法和范成法两类。成形法是用成形砂轮磨齿，砂轮需修整成与被磨齿轮的齿槽形状相同的曲线，由于修整砂轮较复杂，而且在磨齿过程中砂轮磨损不均匀，故加工精度不高。生产中多采用范成法磨齿。下面介绍三种常用的磨齿方法。 第三章 金属切削机床与刀具 （1）蜗杆砂轮磨齿 蜗杆砂轮磨齿是利用交错轴斜齿轮啮合原理进行加工的方法。它是一种连续分度的磨齿方法，它的原理与滚齿相似，如图所示。这种方法磨齿时砂轮转速很高，而且可以连续分度，所以磨削效率很高，是目前所采用的各种磨齿方法中效率最高的，可适于大批量生产，是目前较理想的一种磨齿方法。但砂轮修整困难，磨削不同模数的工件时，需要更换砂轮。由于受砂轮直径的限制，故这种方法多用于模数较小（一般小于4mm）齿轮的加工。 第三章 金属切削机床与刀具 （2）锥形砂轮磨齿 如图所示，这种磨齿方式砂轮的截面形状相当于假想齿条的一个轮齿。 磨齿时，砂轮一面作高速旋转的主运动，一而沿齿槽方间作快速往复运动（轴向进给）。 被磨齿轮放在与假想齿条相啮合的位置，一面旋转，一面纵向移动，实现展成运动。 磨完一个齿后，工件还需作分度运动，对每个齿逐个进行磨削，直至磨完全部齿轮为止。 第三章 金属切削机床与刀具 （3）双碟形砂轮磨齿 如图所示，两只碟形砂轮各倾斜成一定角度，构成假想齿条的左右侧面，同时磨削一个齿槽的两侧面。磨齿时，砂轮只作高速旋转的主运动。轴向进给是由工作台带动工件作轴向往复运动实现的。工作台在水平方向上作径向往复运动而带动工件作水平移动，同时工件还作来回的摆动，这两个运动一起构成了范成运动。 这种方法因具有砂轮自动修整与补偿装置，因而磨齿精度较高，最高可达IT4级。其缺点是生产效率较低。 第三章 金属切削机床与刀具 二、齿轮刀具 齿轮刀具是专门用来加工齿轮齿形的刀具。由于现代工业需用齿轮的种类很多，加工方法和生产批量又不同，要求的齿轮精度也不尽相同，故所用齿轮刀具的种类很多。按照齿轮齿形的形成方法，可将齿轮刀具分为成形齿轮刀具和范成齿轮刀具两大类。 1. 成形齿轮刀具 成形齿轮刀具的齿形或齿形的投影与被加工齿轮槽形相同。常用的有：盘状齿轮铣刀和指状齿轮铣刀，如下图所示。 盘状齿轮铣刀是具有渐开线齿形的铲齿成形铣刀，它用于加工模数0.3nm～16 mm的直齿、斜齿圆柱齿轮、人字齿轮。这种铣刀已经标准化。用盘状齿轮铣刀加工齿轮时，只需在万能铣床上加分度装置（万能分度头）即可。刀具回转为主运动，工件（工作台）作轴向进给运动，一个齿槽加工完毕由分度头分齿，进行第二个齿槽的加工，如此下去直至所有齿槽加工完为止。 此法生产效率低，齿轮精度也不高（一般低于9级）。但不需专用机床，铣刀成本也较低。 第三章 金属切削机床与刀具 指状齿轮铣刀这种铣刀是具有渐开线齿形的立铣刀，如图所示。它适于加工较大模数（模数大于10 mm）的直齿或斜齿圆柱齿轮、人字齿轮，特别是对多于两列齿的人字齿轮加工，它是唯一的刀具。 齿轮盘铣刀 第三章 金属切削机床与刀具 2. 范成齿轮刀具 范成齿轮刀具齿形或齿形的投影，均不同于被切齿轮齿槽任何剖面的形状。切齿时，除刀具作切削运动外，还与工件齿坯作相应的啮合（范成）运动，被切齿轮齿形是由刀具齿形运动轨迹包络而成。这类刀具加工齿轮精度和生产效率均较高，通用性好，是生产中常用的齿轮刀具。插齿刀、齿轮滚刀、剃齿刀等均属范成齿轮刀具。范成法加工齿轮需专门的齿轮加工机床，且机床调整也较复杂，故只宜在成批生产中使用。 （1）插齿刀 如图所示，插齿刀有盘形、碗形、锥柄等标准形式。分三个精度等级，可加工6～8级精度的齿轮。 第三章 金属切削机床与刀具 （2）齿轮滚刀 齿轮滚刀是加工外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮的最常用的刀具。 齿轮滚刀很像一个螺旋升角很小的蜗杆。为使蜗杆能起切削作用，必须在这蜗杆长度方向上开