1、第十章 切齿刀具 本章介绍的切齿刀具主要是指切削渐开线齿轮刀具。常用的切齿刀具有：齿轮铣刀、插齿刀和齿轮滚刀等。重点要求了解各类切齿刀具的结构特点及选用方法。其中主要包括齿轮铣刀的齿廓形状参数、各种刀号齿轮铣刀适用加工齿轮齿数的范围；认识插齿刀是个变位齿轮和插齿刀的适用范围，了解插齿刀在使用前应校验的项目；滚齿工作原理，齿轮滚刀齿侧阿基米德螺旋面的特点，齿轮滚刀的主要结构参数，齿轮滚刀的选用。第一节 齿轮铣刀的种类和选用 第二节 插齿刀的结构和使用 第三节 齿轮滚刀 切齿刀具的分类?成形齿轮铣刀（成形法）：盘形齿轮铣刀?指形齿轮铣刀?展成（范成法）刀具：齿轮滚刀、插齿刀、?剃齿刀、蜗轮滚刀、飞
2、刀等 一、成形齿轮一、成形齿轮-铣刀铣刀 分两种分两种：盘形齿轮铣刀：盘形齿轮铣刀 指形齿轮铣刀指形齿轮铣刀 1、盘形齿轮铣刀盘形齿轮铣刀 在卧式铣床上利用分度头进行分齿，盘形齿在卧式铣床上利用分度头进行分齿，盘形齿轮铣刀作旋转运动，工作台作进给运动，加工直齿或斜齿齿轮。生产轮铣刀作旋转运动，工作台作进给运动，加工直齿或斜齿齿轮。生产率和加工精度都比较低，适用于单件生产或修配工作中加工要求不高率和加工精度都比较低，适用于单件生产或修配工作中加工要求不高的圆柱齿轮。的圆柱齿轮。（1）盘形齿轮铣刀的几何参数）盘形齿轮铣刀的几何参数 盘形齿轮铣刀的刃形是按照被加工齿轮的槽形和尺寸而设计的。盘形齿轮铣
3、刀的刃形是按照被加工齿轮的槽形和尺寸而设计的。盘形齿轮铣刀是铲齿成形铣刀，前角盘形齿轮铣刀是铲齿成形铣刀，前角=0o，使刃形与齿槽形相同，以，使刃形与齿槽形相同，以便减小齿形加工误差。为了有利于切削，齿顶后角便减小齿形加工误差。为了有利于切削，齿顶后角af和齿侧后角和齿侧后角nD也是铲削而成。也是铲削而成。K为齿顶后角为齿顶后角af的铲削量。的铲削量。图10-1 齿轮铣刀铣齿 a)盘形齿轮铣刀 b）指形齿轮铣刀?盘 形 齿 轮 铣 刀 加 工 齿 轮?盘形齿轮铣刀几何参数 （2）盘形齿轮铣刀的选用）盘形齿轮铣刀的选用 用盘形齿轮铣刀加工齿轮时，齿轮的模数和压力角相同，但齿散用盘形齿轮铣刀加工齿
4、轮时，齿轮的模数和压力角相同，但齿散不同。齿槽形状也不相同。由渐开线形成原理可知，齿数越少，则基不同。齿槽形状也不相同。由渐开线形成原理可知，齿数越少，则基圆越小，渐开线就弯曲得越厉害。因此，在加工不同齿数的齿轮时。圆越小，渐开线就弯曲得越厉害。因此，在加工不同齿数的齿轮时。应采用不同齿形的铣刀，这样就会使铣刀的数量特别多。生产中为了应采用不同齿形的铣刀，这样就会使铣刀的数量特别多。生产中为了减少盘形齿轮铣刀的数量，常用一把铣刀加工模数和压力角相同，但减少盘形齿轮铣刀的数量，常用一把铣刀加工模数和压力角相同，但齿数规定了加工范围的齿轮。如表所列。齿数规定了加工范围的齿轮。如表所列。每号铣刀加工
5、齿数的范围每号铣刀加工齿数的范围 不同齿数的齿形?2.指状齿轮铣刀指状齿轮铣刀 当加工齿轮模数大于lOmm时，在立式铣床上利用分度头进行 分齿，指状齿轮铣刀作旋砖运 动，工作台作进给运动，进行 铣齿工作。这种加工方法仅适 用于单件生产和修配工作。指状齿轮铣刀加工齿轮 二、展成齿轮刀具-齿轮滚刀齿轮滚刀 1、齿轮滚刀、齿轮滚刀 齿轮滚刀的工作原理如图所示。把齿轮滚刀安装在滚齿机的刀架上，并将齿轮滚刀搬转一个螺旋升角(该角等于容屑槽斜角)，使齿轮滚刀旋转并下移进给。被切齿轮按一定的传动比作圆周进给。这样就形成了展成运动。齿轮滚刀第1个齿的位置是由第6个齿的位置(假设该齿轮滚刀开六个容屑槽)逐渐切入
6、的，使被切齿轮的两侧齿形是包络曲线，近似等于渐开线。图10-7 齿轮滚刀 图10-7(a)涂层齿轮滚刀实物照片?齿轮滚刀的工作原理齿轮滚刀的工作原理?展成法加工齿轮展成法加工齿轮滚齿滚齿 图10-8 滚刀加工齿轮相当于一对交错轴斜齿轮啮合 a)交错轴斜齿轮副 b）滚齿运动 图10-9 滚刀刀齿形状和滚刀安装 a)滚刀刀齿形状 b）滚刀安装 图10-10 滚刀的产形螺旋面 a)滚刀的切削刃在产形螺旋面上 b）滚刀经重磨前面后齿廓不变 图10-11 阿基米德螺旋面及其车削方法 a)阿基米德螺旋面形成 b）阿基米德螺旋面的车削方法 图10-12 阿基米德滚刀的造形误差和近似造形法 a）阿基米德滚刀造
7、形误差 b）阿基米德滚刀轴平面内截形 1渐开线滚刀轴平面内截形 2阿基米德滚刀轴平面内截形 3滚刀分圆柱 图10-13 法向直廓螺旋面及其车削方法 图10-14 加工硬齿面的硬质合金刮削滚刀 图10-15 滚刀的容屑槽 a)直槽滚刀 b）螺旋槽滚刀 c）滚刀容屑槽导程 图10-16 滚刀齿轮后角和齿侧后角 图10-17 逆向与顺向滚削 齿轮滚刀的基本结构是一个头的螺纹升角很小的蜗杆。为了形成切削刃和后角，在蜗杆上开槽并铲出齿顶和齿侧后角。这种蜗杆就称为齿轮滚刀的基本蜗杆。基本蜗杆的选用(齿轮滚刀的选用)：渐开线基本蜗杆 渐开线基本蜗杆的端截面齿形是渐开线，轴向截面齿形是凸起的曲线。所以，渐开线
8、齿轮滚刀没有齿形设计误差，加工精度较高，但制造比较困难，目前应用很少。法向直廓基本蜗杆 法向直廓基本蜗杆的法向截面齿形是直线，端截面齿形是延长渐开线，法向直廓齿轮滚刀设计时。若对基本蜗杆齿形角进行修正，也可以得到近似于渐开线基本蜗杆的齿轮滚刀。但由于加工精度低，一般用于粗加工和大模数的齿轮滚刀。阿基米德基本蜗杆 阿基米德基本蜗杆的轴向截面齿形是直线，端截面齿形是阿基米德螺旋线。设计阿基米德齿轮滚刀时，若对阿基米德基本蜗杆的齿形角进行修正，可以得到很近似于渐开线基本蜗杆的齿轮滚刀。由于阿基米德齿轮滚刀的制造和测量容易，刃磨时齿形精度比较容易控制。所以，目前我国凡模数在10毫米以下的精加工齿轮滚刀
9、均规定为阿基米德齿轮滚刀。?阿基米德齿轮滚刀的几何参数阿基米德齿轮滚刀的几何参数?齿轮滚刀的基本蜗杆及各面齿轮滚刀的基本蜗杆及各面 2、蜗轮滚刀 蜗杆蜗轮传动副也是机械传动部件之一，其优点是传动比大。蜗轮滚刀实际上是由蜗杆制成的。外径大于3035mm的蜗轮滚刀一般制成套装式，外径小于30mm的蜗轮滚刀一般制成带柄式。在单件小批生产和修配工件中，为了降低成本而不购置蜗轮滚刀，采用蜗轮飞刀切向进给来滚削蜗轮。飞刀位于刀杆的轴向剖面内，其齿形是直线，这样结构简单、制造方便。价格低廉。?套装式 端面键式 带柄式?用飞刀加工蜗轮 三、插齿刀 （一）插齿刀的工件原理(Y3150E Y3180型插齿机)如图
10、所示，插齿刀安装在插齿机床的主轴上，它具有圆周进给运动、上下直线切削主运动，还有让刀运动。工件逐渐地向插齿刀作径向切入的径向进给运动，并与插齿刀按规定传动比作啮合旋转运动(展成运动)。这样，被切齿轮坯转过一周后便成为齿轮。图10-2(a)插齿刀实物照片 图10-2 插齿刀的工作原理 a)加工直齿轮 b）加工斜齿轮?插齿刀工作原理 图10-3 插齿刀在不同截面中的齿廓形状 图10-4 渐开螺旋面的形成 插齿刀的前角和后角 图10-5 插齿刀的前角和后角 a)插齿刀的前角、后角 b）前角引起齿廓误差 图10-6 插齿刀与被切齿轮啮合示意图 a)插齿刀切小齿轮时啮合情况 b）被切齿轮与共轭齿轮啮合
11、(二）插齿刀的选用 插齿刀有三种类型：盘形插齿刀 加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮。碗形插齿刀 加工塔形、双联直齿轮。锥柄插齿刀 加工直齿内齿轮。插齿刀的精度有三个等级。AA等级加工6级齿轮；A等级加工7级齿轮；B等级加工8级齿轮。四、剃齿刀 1、剃齿刀工作原理 剃齿刀的结构是一个圆柱斜齿轮，在它的齿侧面上做出许多小的凹形容屑槽而形成刀刃。剃齿刀安装在剃齿机床的主轴上作旋转运动。被剃齿轮安装在心轴上，心轴的两端面有中心孔与工作台上的顶尖精度配合。剃齿刀给被剃齿轮一定并带动被剃齿轮作无间隙的啮合接触点的速度。由于这对斜齿轮啮合接触点的速度方向不一致，如图3-98所示，使剃齿刀与被剃齿轮侧面产生相
12、对滑移，图中的vf就是剃削速度,因此,在径向进给的压力下，剃齿刀的侧面凹槽切削刃在啮合点处切下很薄的一层切屑(厚度约0.0050.01mm)。剃齿是对未淬硬齿轮的齿形进行精加工的一种常用方法。滚齿或插齿以后经过剃齿加工齿轮精度可达6-8级，齿面粗糙度值可达1.250.63Ra。?盘形剃齿刀工作原理 2、剃齿刀的结构 盘形剃齿刀的结构是圆柱斜齿轮，斜齿的两侧面用插刀插出凹槽而形成切削刃。槽底与齿面一样，是渐开线。为使插刀能够退刀，在每个齿根钻有倾斜的小孔。当剃齿刀用钝后。需要重磨齿形表面和齿顶圆柱面。3、剃齿刀的选用 要选用模数和压力角与被剃齿轮相同的剃齿刀。它有A和两个等级，A等级适用于加工6级齿轮；B等级适用于加工7级齿轮。?盘形剃齿刀?剃齿刀的齿形剃齿刀的齿形
