直齿轮铣削

时间：2022-10-04 百科知识版权反馈

【摘要】：齿轮是一种广泛采用的机械传动零件。齿轮的质量好坏直接影响到传动的平稳、噪声及齿轮的使用寿命。展成法加工齿轮是根据齿轮啮合原理,相当于两个齿轮在传动的过程中加工出来,效果好、精度高。在铣床上用仿形法铣削齿轮,一般能达到9级精度。通常工作中,一般根据被测齿轮的模数、齿数和压力角从“标准直齿圆柱齿轮公法线长度表”中查出卡脚应跨过的齿数和模数等于1时的不同齿数的公法线长度。

一、实训要求

(1)掌握铣齿轮的加工方法和有关计算;

(2)掌握齿轮的测量方法;

(3)能正确分析齿轮铣削中出现的质量问题。

二、实训内容

1.齿轮

齿轮是一种广泛采用的机械传动零件。齿轮的质量好坏直接影响到传动的平稳、噪声及齿轮的使用寿命。加工齿轮的具体质量要求是:齿形要正,节圆跳动小,齿距要等分,公法线长度要适中,粗糙度要求高。

常见的齿轮加工有展成法和仿形法两种,如图3.8-1所示。

展成法:使用专用机床(插、滚)。展成法加工齿轮是根据齿轮啮合原理,相当于两个齿轮在传动的过程中加工出来,效果好、精度高。展成法刀具一个模数一把(如插刀、滚刀)。

图3.8-1 齿轮铣削

(a)仿形法铣齿轮;(b)展成法滚齿轮

仿形法:齿形曲线靠齿轮铣刀来保证,齿距的均匀性靠分度头来保证。在铣床上用仿形法铣削齿轮,一般能达到9级精度。1～5级高级;6～8级中级;9～12级低级。仿形法加工直齿轮必须知道三个条件:模数、压力角、齿数,标准直齿轮的外径、节径、齿高、齿厚、公法线长度等都可计算或者查出来,选择铣刀也依据这三个条件。

仿形齿轮铣刀(图3.8-2)一个模数8把刀,每把刀加工范围如下可知:

1＃　加工齿数12～13

2＃　加工齿数14～16

3＃　加工齿数17～20

4＃　加工齿数21～25

5＃　加工齿数26～34

6＃　加工齿数35～54

7＃　加工齿数55～134

8＃　加工齿数135～∞(齿条)

图3.8-2 仿形齿轮铣刀

(a)盘形齿轮铣刀;(b)指形齿轮铣刀

2.直齿轮的铣削方法及加工步骤

(1)齿坯的检查,主要应检查顶圆直径,圆周与端面的圆跳动。计算顶圆直径,用游标卡尺测量是否与齿坯外圆直径相符。

(2)分度头与尾架的安装和校正。

(3)工件的安装和校正。齿轮按齿坯形状分为孔齿轮和轴齿轮两种。安装后仍要校正其顶圆与分度头主轴心线的同轴度,校正齿坯外圆跳动,上母线、侧母线,允许差≤0.03mm,符合图纸精度要求。

(4)分度头分度手柄转数的计算和调整。由n＝40/z,如z＝32,m＝2,压力角为20°。由n＝40/32,(手柄转数摇1转零1/4转孔距)。计算手柄转速选取分度盘孔距数,调整定位销、分度叉,拧紧分度盘紧固螺钉。

(5)选择与安装铣刀。根据m数和齿形角选出模数2的成套铣刀,再根据齿数32选出26～34齿的5号铣刀,将铣刀安装于铣刀刀轴上,位置应尽量靠近主轴以增加铣刀安装刚性。

(6)调整切削用量。

钢件:n＝95～150r/min,走刀47.5～60mm/min;

铸件:n＝75～118r/min,走刀47.5～60mm/min。

(7)对中心。用划线试切对中法,在齿坯上划出中心线后,移动工作台,使齿坯的划线与铣刀廓形中心基本重合,然后在齿坯划线处铣一浅印(小椭圆形)。依此浅印判断铣刀廓形是否与工件轴心线重合。或者低于和高于中心1～2mm划出两条线来对中心。

利用圆柱测量法,验证铣刀廓形中心是否与齿坯轴心线重合。其方法是将对好中心的齿坯先铣削一浅槽(一般为1.5m)。然后用一长度大于齿坯厚度,直径近似等于m的圆柱置于浅槽中,使分度头主轴转90°,处于水平位置,用百分表测量圆柱两端,并记下读数,再将分度头主轴转180°,使浅槽处于另一测,并水平移动百分表,看表上读数是否与原读数相同。如果相同则说明铣刀廓形中心与齿坯轴心线重合。如读数不同其差值的1/2即轴心线的偏移量,按偏移量移动横向工作台,可使中心对准。

(8)开车对刀。移动升降台,使铣刀与齿坯外圆轻轻接触,然后退出工件,记住刻度环的读数,根据模数计算齿顶高h＝2.2m(m是模数),如h＝2.2×2＝4.4mm。第一次升降工作台上升4mm粗铣并且依次铣完全部齿。第二次上升H＝1.462×(L实－L)(L实——粗铣后测量的实际公法线长度;L——理论公法线长度;H——升高量;1.462——常数,L可从“标准直齿圆柱齿轮公法线长度表”中查得)精铣完第一齿后,要进行测量,如果还大,按上述办法继续计算升高量,直到符合要求。测量时选用公法线千分尺,符合图纸公差要求后再依次分度铣完各齿。

(9)测量。直齿轮的测量方法有:

①公法线长度测量;

②分度圆弦齿厚测量;

③固定弦齿厚测量。

习惯上我们通常用公法线长度法测量,量具是公法线千分尺。公法线长度就是两个互相平行的平面与齿轮两个或两个以上轮齿齿面(不相对的两齿面)相切时两平面之间的垂直距离,也就是卡尺两卡脚之间的距离。

这种测量方法有测量方便、简单、精确度较高、公法线长度值的大小不受齿轮外径影响等优点,而且能用游标卡尺测量。卡脚之间的跨测齿数,是根据被测量齿轮的压力角和齿数规定的,其目的是使卡脚与齿面接触处尽量接近分度圆周,因为分度圆附近的齿形是比较正确的。

通常工作中,一般根据被测齿轮的模数、齿数和压力角从“标准直齿圆柱齿轮公法线长度表”中查出卡脚应跨过的齿数和模数等于1时的不同齿数的公法线长度。“标准直齿圆柱齿轮公法线长度表”中的数值是根据压力角α＝20°,模数＝1mm来计算的,所以查出的数值要乘以被测齿轮的模数以后,才是被测齿轮的公法线长度值。

三、圆柱齿轮加工注意事项

(1)分度头、尾架、工件一定要夹牢。

(2)铣削力靠向卡盘。

(3)检查完中心的齿槽,返回原位再铣。

(4)分度要仔细,精力要集中,分度手柄不能摇过,万一摇过要返回一圈重新摇,排除间隙,分度前松开主轴紧固手柄,分度后紧固手柄,否则齿距不等。