1、 掌握刀具螺旋齿槽、端面与锥面齿槽加工的计算方法与加工特点，熟练掌握在铣床上加工刀具齿槽的操作方法，检验和加工质量分析方法。目目 录录1.螺旋齿槽的特点 螺旋齿槽具有一般螺旋槽特征外，还具有以下特点：1）螺旋槽的形状由刀具齿槽的容屑、排屑功能和刀具的切削性能相关参数和要求确定。2）螺旋槽的旋向由刀具的螺旋角（刃倾角）确定，螺旋角的标注外圆是切削刃所在的外圆柱面。3）螺旋齿槽通常是多头螺旋，螺旋的头数与铣刀设计的齿数有关。4）套式刀具的螺旋齿槽通常沿轴向贯穿，指状刀具的螺旋槽仅在端面齿一侧贯通，另一侧则在圆柱面上收尾。5）圆柱面螺旋齿槽一般由刀齿前面、槽底圆弧和齿背副后面构成。6）齿槽在圆柱面上
2、的位置，主要由刀具的前角、齿槽形状和齿数确定。2.螺旋齿槽加工的基本问题和要点 螺旋齿槽的铣削通常在万能卧式铣床上进行，与圆柱面直齿槽铣削加工相比，除了考虑齿槽角、前角等因素外，还必须考虑到螺旋角对铣削加工的影响，这是圆柱面螺旋齿槽铣削加工中的基本问题。（1）注意角度铣刀廓形对螺旋齿槽槽形的影响 1）用双角铣刀铣削时，由于切削表面的曲率半径 比较小，见图101a，因此，在保证被加工刀具前角的情况下，干涉将发生在前面的下部，产生“根切”，使前面呈凸肚状。d 图101 角度铣刀廓形对螺旋齿 槽法向截形的影响 a）双角铣刀加工示意 b）双角铣刀加工后的工件槽形 c）单角铣刀加工示意 d）单角铣刀加工
3、后的工件槽形2.螺旋齿槽加工的基本问题和要点（1）注意角度铣刀廓形对螺旋齿槽槽形的影响 2）用单角铣刀铣削时，因其端面齿切削表面的曲率半径 比较大，干涉就相应增大，不仅会产生根部过切，而且还会使齿槽产生刃口过切。d图102 角度铣刀的切向辨别（2）合理选择铣刀的结构尺寸和切向 为了提高螺旋齿槽的表面质量，铣刀切削方向的选择原则是：应使螺旋槽在加工时，工件的旋转方向靠向双角铣刀的小角度锥面刃和单角铣刀的端面刃。图103 角度铣刀切削方向的选择a)铣右旋齿槽 b)铣左旋齿槽2.螺旋齿槽加工的基本问题和要点（3）合理确定工作台转角 1）工作台转角的方向与一般螺旋槽相同。2）工作台的转角大小，应根据角
4、度铣刀的种类和工件螺旋角的大小来确定，通常选取工作台转角1略大于工件螺旋角。用双角铣刀时1比大24，用单角铣刀时，1比大14。工作台转角1应小于工件螺旋角，1可按下式计算：（4）计算和调整铣削位置要点图104 铣削螺旋齿槽时铣刀和工件的相对位置costantan1式中 1工作台转角（）被加工刀具螺旋角（）双角铣刀小角度（）被加工刀具前角（）1.齿槽及其铣削特点 1）端面齿槽与锥面齿槽两端所处圆周的直径不同，因此齿槽具有大端宽小端窄、大端深小端浅的特点。2）端面齿和锥面齿刃的分布表面实质上都是锥面。3）端面齿槽和锥面齿槽铣削常有连接的要求 4）端面齿槽和锥面齿槽因小端的直径尺寸比较小，而且通常还
5、需在加工中设置定位或夹紧装置。（1）直齿刀具端面齿槽铣削方法要点2.端面齿槽铣削加工基本方法和要点1）选择工作铣刀。2）装夹工件。3）计算分度头仰角。值可按下式计算 cot360tan0z式中 z工件齿数工件端面齿槽槽形角（）（1）直齿刀具端面齿槽铣削方法要点2.端面齿槽铣削加工基本方法和要点4）调整工作铣刀的切削位置。当圆柱面直齿的前角=0时，单角铣刀的端面刃切削平面应通过工件的轴线；当圆柱面直齿的前角0时，单角铣刀的端面刃切削平面应偏离工件中心一个距离s，s的值可沿用圆柱面直齿槽偏移量s的计算公式。图106 铣削端面齿槽时铣刀和工件的相对位置（2）螺旋齿刀具端面齿槽铣削方法要点 为了使端面
6、齿前面与圆柱面齿的前面平滑连接，除了要进行工作台横向偏移量s和分度头仰角调整外，还应使分度头主轴沿横向倾斜一个角度(90-)。2.端面齿槽铣削加工基本方法和要点图107 两面刃铣刀（2）螺旋齿刀具端面齿槽铣削方法要点1）调整计算sin2sintantan)cot(306tancos0Dznn式中 z工件齿数 端面齿槽形角（）端面齿刃倾角（）D工件直径（mm）n端面齿法向前角（）2）几种常见的调整和铣削方法3.锥面直齿槽铣削加工基本方法和要点图109 角度铣刀锥面齿调整计算示意（1）前角o=0的锥面直齿槽铣削调整要点1）单角铣刀锥面齿槽铣削调整要点 计算和调整横向偏移量s 计算和调整分度头仰角
7、计算和调整齿槽铣削深度h（2）前角o0的锥面直齿槽铣削调整要点 2）锥度铰刀锥面齿槽铣削调整要点图1010 前角o0的直齿锥度铰刀铣削调整示意1.等前角锥度刀具的特点 1）直齿锥度刀具的前角o，若从大端到小端为等值（即等前角），刃口是圆锥面上一条素线，并且是一条直线，其中以o=0的刀具加工最为方便。2）螺旋锥度刀具的前角，不论o=0，还是o0，其刃口都是一条曲线，所以这类刀具刃磨后不易获得较高精度。3）为了获得锥度刀具从大端到小端相等的前角，根据用单角铣刀铣削刀具齿槽时偏移量的计算公式s=Dsino/2可知，大端和小端的偏移量是不相等的，而且要使单角铣刀侧刃切削平面通过被加工工件的锥顶。2.等
8、螺旋角锥度刀具特点 等螺旋角锥度刀具，其导程（Ph）为0360cot1/cotCdPh式中 Ph导程（mm）d工件小端直径（mm）C工件锥度 工件螺旋角（）对于锥度刀具00360/360cot1/cotCds 不能通过在分度头和工作台丝杠之间配置一般的交换齿轮加工锥面螺旋齿槽。3.等前角锥度刀具齿槽的铣削方法 1）对前角=0的锥度刀具齿槽，若采用单角铣刀铣削，均应使工作铣刀端面齿的铣削平面通过工件中心。2）对前角0的直齿锥度刀具齿槽铣削。3）对前角0的螺旋齿锥度刀具齿槽铣削2.等螺旋角锥度刀具特点图1011 等螺旋角锥度刀具 采用非圆齿轮调速是使分度头做变速运动，即铣削小端齿槽时转速快，铣削大
9、端齿槽时转速慢，而工作台则做匀速进给运动的一种铣削方法。非圆齿轮节圆曲线的每一点半径可以不等，但一对非圆齿轮啮合时，两齿轮节圆曲线半径之和要始终相等。4.等螺旋角锥度刀具齿槽的铣削方法（3）非圆齿轮调速铣削法（2）凸轮移距铣削法图1012 凸轮移距专用夹具1尾座 2工件 3分度头 4手柄 5凸轮 6柱销 7上滑板 8底板（1）坐标铣削法 从工作台丝杠到分度头主轴传动链总传动比（）为4.等螺旋角锥度刀具齿槽的铣削方法（3）非圆齿轮调速铣削法图1013 非圆齿轮传动总i654231/cot/zzzzzzzzdPi非非丝总第一套交换齿轮的齿数比为 而第二套交换齿轮则起着调节总传动比的作用。nnzzz
10、z/4231图1014 非圆齿轮调速传 动系统图1.圆柱铣刀螺旋齿槽加工工艺准备重点与难点 刀具螺旋齿槽交换齿轮、横向偏移量和齿背后角转角计算，铣削位置的调整与铣削方法。难点为具体操作步骤，圆柱铣刀几何角度控制和检验及质量分析方法。（1）图样分析要点1）坯件精度分析。2）齿槽几何参数分析。训练1 圆柱铣刀螺旋齿槽加工图1015 圆柱铣刀1.圆柱铣刀螺旋齿槽加工工艺准备（2）工艺准备要点1）工作铣刀选择。训练1 圆柱铣刀螺旋齿槽加工图10-16 不对称双角度铣刀2）设计专用心轴。3）齿槽铣削加工计算。计算分度手柄转数 计算导程和交换齿轮 验算实际螺旋角 计算偏移量和升高量 按下式计算铣齿背角时工
11、件转角 计算转角对应的分度手柄转数2.圆柱铣刀螺旋齿槽加工（1）加工准备要点1）检验预制件。2）检验工作铣刀刀尖圆弧。3）安装铣刀。4）安装、找正分度头和工件。5）配置交换齿轮。训练1 圆柱铣刀螺旋齿槽加工图10-17 圆柱铣刀 坯件检验2.圆柱铣刀螺旋齿槽加工（1）加工准备要点图10-18 工作铣刀 刀尖圆弧检验图10-19 工作铣刀安装位置模拟图10-20 圆柱铣刀工件装夹方式（2）铣削加工主要步骤训练1 圆柱铣刀螺旋齿槽加工图10-21 对刀操作示意1）工件圆柱表面划线。2）调整铣刀切削位置。3）调整工作台转角。4）调整齿槽铣削位置。适当调整工件的周向位置，模拟铣削轨迹，使对刀切痕处于齿
12、槽铣削范围内。5）粗铣齿槽。6）精铣齿槽。7）铣削齿背后角。2.圆柱铣刀螺旋齿槽加工图10-22 圆柱铣刀齿槽铣削位置调整示意（3）铣削注意事项（1）检验测量要点训练1 圆柱铣刀螺旋齿槽加工1）圆柱铣刀几何角度检验。2）齿槽角一般由工作刀具廓形保证。3）齿槽深度、后面宽度用游标卡尺检验；齿槽等分也可用卡尺测量齿槽圆周弦长进行检验。4）表面粗糙度、外观用目测检验。3.圆柱铣刀螺旋齿槽检验与质量分析（2）质量分析要点1）螺旋齿槽槽形误差大的原因2）前角值误差大的原因3）齿背后角误差大的原因4）齿槽等分精度误差大的原因（2）铣削加工主要步骤2.圆柱铣刀螺旋齿槽加工图10-23 齿槽深度测量图10-2
13、1 齿背斜面铣削位置示意1.单角铣刀锥面齿槽加工工艺准备重点与难点 重点为锥面齿槽分度头仰角计算，铣削位置的调整与铣削方法。难点为锥面齿槽对刀和铣削操作。（1）图样分析要点1）刀刃位置分析。2）锥面齿槽几何参数分析。3）坯件形体分析。训练2 单角铣刀锥面齿槽加工图1025 单角铣刀1.单角铣刀锥面齿槽加工工艺准备（2）工艺准备要点1）工作铣刀选择。2）工件装夹方式。3）齿槽铣削加工计算 计算分度手柄转数 计算分度头仰角 计算横向偏移量 计算铣削深度 训练2 单角铣刀锥面齿槽加工 图1026 单角铣刀锥面齿槽铣削 调整计算示意2.单角铣刀锥面齿槽加工（1）加工准备要点1）检验预制件。2）安装和找
14、正心轴。3）装夹、找正工件和划线。4）调整分度头仰角。5）安装铣刀。（2）铣削加工主要步骤训练2 单角铣刀锥面齿槽加工2.单角铣刀锥面齿槽加工（3）铣削操作注意事项1）调整横向偏移量。2）控制棱边宽度。3）逐次粗、精铣端锥面齿槽。3.单角铣刀锥面齿槽检验与质量分析（1）检验测量要点 1）用刀具量角器检验锥面齿前角，测量时尺身与工件端面平行，其他操作与圆柱面直齿刀具相同。2）齿槽角一般由工作刀具廓形保证，检验时可用专用样板检测。3）后面棱边宽度用游标卡尺检验。4）表面粗糙度、外观用目测检验。5）齿槽的等分精度利用分度头准确分度，百分表测量齿槽前面同一位置进行检验。（2）质量分析要点1）锥面齿棱边
15、宽度不一致的原因2）齿距等分不均匀的原因与端面齿铣削相同。3）前角误差大的原因1.锥面等螺旋角齿槽加工工艺准备重点与难点 重点为非圆齿轮调速铣削法加工等螺旋角刀具锥面螺旋齿槽计算，铣削位置的调整与铣削方法。难点为传动系统配置、锥面螺旋齿槽对刀和铣削操作。（1）图样分析要点1）铣刀切削部分结构参数分析。2）锥面螺旋齿槽几何参数分析。3）坯件形体分析。训练3 等螺旋角圆锥铣刀锥面螺旋齿槽加工图1027 等螺旋角圆锥铣刀加工简图1.锥面等螺旋角齿槽加工工艺准备（2）工艺准备要点1）工作铣刀选择。2）工件分度和装夹方式。3）齿槽铣削加工计算。计算分度头仰角 计算分度头偏转角 计算单角铣刀端面刃切 削平
16、面相对工件大端中 心横向偏移距离 选择非圆齿轮。计算第一套交换齿轮。计算第二套交换齿轮。训练3 等螺旋角圆锥铣刀锥面螺旋齿槽加工2.锥面等螺旋角齿槽加工（1）加工准备要点1）安装、调整分度头。2）装夹、找正工件。3）配置交换齿轮。4）安装铣刀。（2）铣削加工主要步骤1）调整横向偏移量。2）调整工作台转角。3）逐次粗、精铣锥面螺旋齿槽。4）铣削齿背后角。（3）铣削操作注意事项1）应预先安装万向联轴节。2）非圆齿轮的工作转角应能满足铣削行程的需要，但配置安装时应注意起始位置与工件铣削行程对应，同时，铣削操作时应严格按行程标记控制行程，以免非圆齿轮超越工作转角范围。3）注意齿槽前面应形成较理想的凹圆
17、弧形状，若刃口出现干涉过切，应及时略增大工作台转角。训练3 等螺旋角圆锥铣刀锥面螺旋齿槽加工2.锥面等螺旋角齿槽加工（1）检验测量要点1）用刀具量角器检验前角。2）齿槽角一般由工作刀具廓形保证。3）表面粗糙度、外观用目测检验。4）工件装夹找正时，尾座的安装和找正比较困难，必要时可以采用夹角等于分度头仰角的斜垫块。5）铣床支架的轴承间隙要求小一些，铣削时注意注油润滑。3.锥面等螺旋角齿槽检验与质量分析 4）工件的螺旋角可以根据螺旋角相等的几何关系，利用传动系统在小端和大端分别进行检测。训练3 等螺旋角圆锥铣刀锥面螺旋齿槽加工（1）检验测量要点1）前角误差大、两端前角不等的原因。2）齿距等分不均匀
18、的原因。3）螺旋角误差大、两端螺旋角不等的原因3.锥面等螺旋角齿槽检验与质量分析图1028 等螺旋角圆锥铣刀几何关系（2）质量分析要点第十章 刀具螺旋齿槽、端面与锥面齿槽加工1.刀具螺旋齿槽与一般工件的螺旋槽相比有哪些特点？2.刀具螺旋齿槽铣削的基本问题是什么？3.简述用双角度铣刀和单角度铣刀铣削刀具螺旋齿槽时各自的加工特点。4.铣削刀具螺旋齿槽如何合理选择工作铣刀？5.铣削刀具螺旋齿槽如何合理确定工作台转角？6.为什么说铣削刀具端面齿槽和锥面齿槽具有很多相同点？7.简述刀具端面齿槽的铣削加工要点。8.圆柱面螺旋齿槽铣刀和圆柱面直齿槽的铣刀铣削端面齿槽有何区别？9.简述铣削圆柱面螺旋齿槽刀具端面齿时的常用方法。10.锥度铰刀的齿槽铣削有何特殊要求？如何达到齿槽铣削的技术要求？11.简述等前角和等螺旋角锥度刀具的特点。12.非圆齿轮啮合的特点和调速原理是什么？13.采用凸轮移距法和非圆齿轮调速法加工等螺旋角锥度刀具有什么不同之处？
