滚齿工艺专业资料.doc

滚齿工序过程作业指导书
滚齿: 开齿槽，为齿轮热解决前做准备工作或直接滚齿成形。
备注
工序内容：
滚齿，公法线留量（见表），差动挂轮计算到小数点后第六位，齿底粗糙度达Ra12.5以上。
例：
机床：
按图纸（齿轮模数、齿顶圆直径、齿轮重量等）选取滚齿机床。
例：
刀杆：
刀杆：刀杆安装后，悬臂检查刀杆径向和端面圆跳动，其跳动公差不得大于表1的规定。
表1 mm
齿轮精度等级
圆跳动公差

A
B
C
7
0.005
0.008
0.005
8
0.008
0.010
0.008
9
0.010
0.015
0.010
注：
1、 精度等级按第Ⅱ公差组规定。
2、 表中B点跳动是指L≤100mm时的数值，L每增长100mm，B点跳动允许增长0.01mm

例：
滚齿刀具：
按图纸选取滚齿刀具（根据加工工件的模数、压力角、精度等级和工艺规定来拟定），通过滚齿直接成品时选用标准齿轮滚刀，滚齿后还需要磨齿时，应选用磨前齿轮滚刀。下图为标准滚刀及磨前滚刀。
磨前滚刀 标准滚刀

滚刀精度：
滚刀通常分为AA、A、B、C四种精度等级，小模数齿轮滚刀分为AAA、AA、A三种精度等级，滚刀的精度等级应根据工件的精度等级来拟定。按表2所示对滚刀进行选择。
表2
齿轮精度等级
滚刀精度等级
粗滚齿
精滚齿
7
B或C
AA
8
A
9
C
A
注：精度等级按第Ⅱ公差组规定。

滚刀磨钝标准：
在滚齿时，如发现齿面有光斑、拉毛、粗糙度变坏等现象时，应立即停止使用并交给专人进行复磨滚刀。

滚刀头数：
滚刀头数分为单头及多头滚刀，我厂多采用单头滚刀

滚刀旋向：
为了切出准确的齿形，应使滚刀和工件处在对的的“啮合”位置，即保证滚刀刀齿的排列方向与齿轮齿槽方向一致齿槽方向一致，从而加工出一定螺旋角的齿轮齿槽。为此，在加工齿轮前须将滚刀轴线相对于齿轮顶面偏转一定的角度进行安装，该偏转角称为滚刀安装角，滚刀安装角的大小与方向不仅与滚刀的螺旋升角有关，还与被加工齿轮的螺旋角有关。
所以滚刀的安装角计算与调整如图1所示。
为方便记忆可运用下面口诀：“同减异加，右逆左顺”
同减异加：是指当滚刀的螺旋升角ω的旋向与齿轮的螺旋角β的旋向相同时，滚刀安装角计算公式取“-”号；当滚刀的螺旋升角ω的旋向与齿轮的螺旋角β的旋向不同时，滚刀安装角计算公式取“+”号。
右逆左顺：是指当加工右旋齿轮时，滚刀逆时针偏转安装角δ；加工左旋齿轮时，滚刀顺时针偏转安装角δ。
图1

滚刀：
滚刀：滚刀安装后必须检查滚刀轴台径向圆跳动，其跳动公差不得大于表3规定，并且规定两轴台径向圆跳动方向一致。
表3 mm
齿轮模数
齿轮精度等级
7
8
9
跳动公差
≤10
0.015
0.02
0.04
＞10
0.02
0.03
0.05
注：精度等级按第Ⅱ公差组规定

注：
1、 滚刀应轻轻推入刀杆中，严禁敲打，其轴向安装位置应尽量在两支撑点的中间。
2、 滚刀装夹前需将内孔端面等各部清理干净。
滚刀调整：
滚刀的对中，即规定滚刀中的某一个刀齿（或齿槽）的对称中心线要通过齿坯的中心。按被加工齿轮精度等级的不同可分别采用如下方法：
1、 对8级精度以下的滚齿对中可用试切法和垫纸压片尖痕迹法实现。
2、 对8级（含8级）精度以上的滚齿对中一般情况下要用对刀规（棒）实现。此外，精滚滚刀成形主牙应位于径跳最大值的平面内，以便获得抱负形状的轮齿齿形。

滚刀安装后：

装夹工具：
压板、丝杆、螺栓、T型块、螺母、工作台、滚齿胎具等。
注：根据零件尺寸大小选取相相应的滚齿胎具。

滚齿夹具：
（规定）
滚齿机上安装滚齿夹具时，按表4的规定进行检测：
表4 mm
齿轮精度等级
检查部位

A
B
C
D
允许圆跳动公差
7
0.015
0.010
0.005

0.015
8
0.020
0.012
0.008
9
0.025
0.015
0.010

零件装夹：
（装夹方式）
运用滚齿胎具及机床附件将齿轮、齿轮轴把紧，便于滚齿加工。
齿轮及齿轮轴装夹方式如下图如示：
齿轮（以孔定心） 齿轮轴

齿轮（以外圆定心，端面定位）

注：
齿轮装夹：
1、 齿坯刻有圆线的端面是定位基准面，安装前应先清除油污，飞刺及碰疤等缺陷。无圆线标记的齿坯，基准面分不清时，严禁上机床加工。
2、 齿坯的定位与安装，若采用孔定心、端面定位时必须用专用的定心夹具，夹具心轴的找正按表1执行。
3、 齿坏的定位与安装若采用外圆定心、端面定位时，则必须按齿坯的外圆和基准面找正，其找正精度应与零件图各值相吻合。若齿坯用胎垫垫起，胎垫必须找正。
齿轮轴装夹：
齿轮轴的装夹无论是使用弹簧卡具或三爪卡盘，一般卡两端轴颈或卡一端轴颈，另一端顶顶尖孔。
零件装夹：
（装夹规定）
齿轮：在滚齿机上装夹齿坯时，应将有标记的基面向下，使其与夹具的支承面贴合，不得垫纸或铜皮等物。压紧之前用表检查齿坯外圆径向跳动和基准 端面圆跳动，其跳动公差不得大于表5所规定数值。
表5 mm
齿轮精度等级
齿轮分度圆直径
≤125
125-400
400-800
800-1600
1600-2500
2500-4000
齿坯外圆径向跳动和基准端面跳动公差
7
0.018
0.022
0.032
0.045
0.063
0.100
8
9
0.028
0.036
0.050
0.071
0.100
0.160
注： 1、 当三个公差组的精度等级不同时，按最高精度等级拟定公差。
2、 当以顶圆作基准时，表中的数值就指顶圆的径向跳动。

齿轮轴：齿轮轴找正偏差按表6内各值控制
表6
L（mm）
≤500
500-1000
1000-2023
A-B（u）
15
25
50

注：
1、齿坯压紧后需再次检查，以防压紧时产生变形。压紧力应通过支撑面，不得压在悬空处。如下图所示。
2、齿轮轴装夹好后，还需用
90°方向内检查齿顶圆母线与刀架垂直移动的平行度，在100mm长度内不得大于0.01mm。
切削参数：
切削用量的拟定，原则上由操作者按本机床给定的范围，并按齿坯材质硬度及模数大小等不同情况选择。用单头滚刀时推荐采用以下加工规范：
滚切次数：
模数在20mm以下时，粗滚、精滚各1次
模数在20-30mm时，粗滚、半精滚、精滚各1次、
切削深度：
采用两次滚切时，粗滚后齿厚须留有0.50-1mm的精滚余量。
采用三次滚切时，第一次粗滚深度为全齿深的70%-80%，第二次半精
滚齿厚须留有1-1.5的精滚余量。
切削速度：
在15-40m/min范围内选取。
进给量：
粗滚进给量在0.5-2.0mm/r范围内选取。精滚进给量在0.6-5mm/r范
围选取。

挂轮：
一般滚齿机的速度挂轮是专用的，也有的与分齿挂轮，差动挂轮，走刀挂轮通用，如Y31125E。
在滚齿机说明书中都有相应的挂轮表可查，只有差动挂轮，由于螺旋角不同，故经常需要计算。

速度挂轮：
滚刀转速N刀根据所选择的切削速度V切及滚刀外径D刀按下式计算：
N刀=1000V切/πD刀
式中：N刀—滚刀转数 转/分
V切—滚刀的切削速度（米/分）
D刀—滚刀外径
根据计算出的N刀值，可按下式求出速度挂轮：
I速= A/B=N刀/K速
K速为机床速度挂轮定数。
速度挂轮也可以从床说明书中的速度挂轮表中选择。
为防止滚齿机分度蜗轮的过量磨损，破坏机床精度，工作台不能转得太快，有的滚齿机规定了工作台的极限速度，有的规定了加工的最少齿数，因此，滚刀转速选择以后，还要验算一下工作台的转速。
工作台的转速NI按下式计算：
NI=N刀×Z刀/ZI（转/分）
式中：N刀—实际选用的滚刀转
速 转/分
ZI—工件齿数
Z刀—滚刀齿数

分齿挂轮：
分齿挂轮的选择是根据工件的齿数Z，滚刀的头数Z刀，和机床的分齿挂轮定数K分，按照下式进行计算：
I分=a/b×c/d=K分×Z刀/Z
1、 由计算后数据查表得出挂轮齿数。
2、 对得到的数据采用快速逼近法算出挂轮齿数。

差动挂轮：
差动挂轮比值的误差直接影响斜齿轮的螺旋角误差（齿向误差），因此，工艺规定差动挂轮计算到小数点后第六位。差动挂轮按下式计算：
I差=a/b×c/d=K差×SIN（β）/Mn×K头
式中：K差：滚齿机差动挂轮定数
β：齿轮螺旋角
Mn：齿轮法向模数
K头：滚刀头数

挂轮计算：
挂轮计算出数值之后，可以采用查表法、辗转相除法及快速逼近法得出我们所需要的佳轮。
1、 查表法：根据计算出的I值，直接查表，得出a、b、c、d挂轮的数值。
2、 辗转相除法（整商法）：由于苦计算复杂，故很少应用。
3、 快速逼近法：
（1） 估算u的近似分数E/F（不规定高度近似）；
（2） 计算u×（E/F），令u×（E/F）=P；
（3） 对1/IP-1I取整，并令N=int（1/IP-1I）；　　　　
（4） 计算u′=E/F×（N±1）/N，其中，P＞1时取“+”号，P＜1时取“-”号
（5） 计算传动比误差△u＝I u-u′I：
（6） 令E=E（N±1），F＝F・N得近似分数E/F：若环节5中△u＞△u′不能满足加工精度规定，则从环节2对E/F再逼近一次，直至△u＞△u′，满足精度规定为止。

介轮：
介轮用来改变挂轮的转动方向，不影响挂轮比值。当采用一对介轮时，只起连接作用，介轮的齿数可以任意选择。

挂轮安装：
计算到挂轮的齿数后，对挂轮、介轮进行安装和调整，安装前检查齿面有无严重磕碰现象，挂轮和轴套、键、垫圈、螺母是否安好，特别是介轮和中间轮的轴套（即安装四个挂轮中的中间两个挂轮b、c用的轴套）要转动灵活，否则，会导致脱轮现象，以致引起工件乱齿，打刀等情况，挂轮间隙应保持在0.15mm左右。
安装好的挂轮如图所示：

注：一般操作时，装好挂轮后，先开空车试转，检查滚刀，工件，滚刀架，差动挂轮的积极轮和被动轮的运动方向是否对的，否则增长介轮来修正。
滚齿加工：
将机床、滚刀、夹具、工件及各种挂轮都调整好之后，按工艺规定进行加工。