机械制造基础第四章5.ppt
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机械制造基础第四章5.ppt
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4.4齿轮加工机床,机械制造基础第4章,按其成形原理分为,齿轮的加工方法,成形法,展成法,要求所用刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合,又名范成法、包络法:
利用齿轮的啮合原理进行加工,齿轮加工方法,滚齿、插齿、铣齿、刨齿、拉齿、剃齿、磨齿、研齿等,1.滚齿机,用于滚切外啮合直齿和斜齿圆柱齿轮及蜗轮,多数为立式,也有卧式的,加工齿轮轴、花键轴和仪表工类中的小模数齿轮,滚齿机的运动分析,滚齿加工是按包络法加工齿轮的一种方法。
滚切齿轮的过程,与一对螺旋齿轮的啮合过程相似,包括两种运动:
一是强迫啮合运动,一是切削运动。
两种运动分别由齿坯、滚刀和刀架来完成,加工直齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析,展成运动,滚刀与工件之间的包络运动,是一个复合表面成形运动,它可分解为滚刀的旋转运动B11和齿坯的旋转运动B12,为了形成直齿,滚刀还需作轴向的直线运动,该运动使切削得以连续进行,是进给运动。
这是一条外联系传动链,工作台可视为间接动力源,轴向进给量是以工作台每转一转时刀架的位移量(mm)来表示的,垂直进给运动,范成运动还应有一条外联系传动链与动力源联系起来,它使滚刀和工件共同获得一定的速度和方向的运动,故称为主运动链,主运动,滚刀实质上是一个大螺旋角齿轮,其螺旋升角为0,加工直齿齿轮时,为使滚刀的齿向与被切齿轮的齿槽方向一致,滚刀轴线应与被切齿轮端面倾斜角,此角称为安装角,在数值上等于滚刀的螺旋升角0,滚刀的安装,加工斜齿圆柱齿轮时滚齿机的运动分析,斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮的端面齿廓都为渐开线,不同之处在齿线,前者为螺旋线,后者为直线,滚切斜齿圆柱齿轮时,除了同滚切直齿时一样,需要范成运动、主运动、垂直进给运动之外,为了形成螺旋齿线,在滚刀做垂直进给运动的同时,工件还必须在参与范成运动的基础上,再作一附加旋转运动,而且垂直进给运动与附加运动之间,必须保持严格的运动匹配关系,即滚刀沿工件轴向移动工个工件的螺旋线导程时,工件应准确地附加转动1转。
滚切斜齿圆柱齿轮的传动原理图,滚切斜齿圆柱齿轮时,滚刀的安装角不仅与滚刀的螺旋线方向和螺旋升角0有关,而且还与被加工齿轮的螺旋线方向及螺旋角有关。
当滚刀与齿轮的螺旋线方向相同时,滚刀的安装角=-0,当滚刀与齿轮的螺旋线方向相反时,滚刀的安装角=+0,滚刀的安装,工件附加转动的方向:
附加转动B22的方向如图4-21所示,ac是斜齿圆柱齿轮的齿线。
滚刀在位置I时,切削点在a点;滚刀下降f到达位置II时,需要切削的是b点而不是b点。
用右旋滚刀滚切右旋齿轮,工件应比滚切直齿时多转一些;滚切左旋齿轮,工件应比滚切直齿时少转一些。
滚切斜齿圆柱齿轮时,刀架向下移动一个螺旋线导程,工件应多转或少转1转。
Y3150E型滚齿机,滚齿机的结构及运动传动系统图,Y3150E传动系统图,在Y3150E型滚齿机上加工斜齿圆柱齿轮时,需要通过运动合成机构将范成运动和附加运动合成为工件的运动。
该机构由模数m=3mm,齿数z=30,螺旋角=0的四个弧齿锥齿轮组成。
根据行星传动原理对合成机构进行分析得IX轴与齿轮套XI的传动式为:
u合1=nIX/nXI=-1IX轴与转臂的传动比为:
u合2=nIX/nH=2,滚齿机运动合成机构合成原理,2.插齿机,插齿加工时,机床必须具备切削加工的主运动、范成运动、径向进给运动、圆周进给运动和让刀运动,插齿机可以用来加工外啮合和内啮合的直齿圆柱齿轮,如果采用专用的螺旋导轨和斜齿轮插齿刀,还可以加工外啮合的斜齿圆柱齿轮,特别适合于加工多联齿轮,Y7125插齿机,插齿机,插齿机,Y54B插齿机,插齿机传动原理图,插齿机结构,3.齿轮精加工机床,铣齿、滚齿和插齿属于齿轮的齿形加工,可以直接加工较低精度的齿轮,但对于精度高于7级或齿形需要淬火处理的齿轮,在齿形加工之后还要进行齿形的精加工,进一步提高齿形精度。
用于齿形精加工的机床有剃齿机、磨齿机和珩齿机。
剃齿机使用类似螺旋齿轮的剃齿刀,与装在心轴上的被剃齿轮啮合,并带它旋转,进行一种“自由啮合”的展成加工,剃齿机,为了剃出全齿宽,工作台需带动被剃齿轮作往复直线运动。
在工作台每往复行程终了时,剃齿刀需作径向进给运动,以便进行多次剃削直至达到规定尺寸,剃齿过程中,剃齿刀时而正转,剃削轮齿的一个侧面;时而反转,剃削轮齿的另一个侧面,主要是提高齿形精度和齿向精度,可使齿轮精度达76级,表面粗糙度值可达Ra0.80.4m,利用用金刚石磨料与环氧树脂浇铸而成的、具有较高齿形精度的“螺旋齿轮”珩磨轮对齿轮齿形进行精加工的机床,珩齿机,珩齿与剃齿原理相同,不同的是珩磨轮的转速比剃齿刀的高得多。
当珩磨轮以很高的速度带动被珩磨齿轮旋转时,可在齿面上切除一层极薄的金属,从而减小齿面的粗糙度值,适当降低齿轮传动的噪声。
珩齿主要用于剃齿后还要淬火的齿轮的精加工,用以去除氧化皮和齿面轻微磕碰产生的毛刺,并进一步减小齿面粗糙度值,珩齿机,格里森研齿机,珩齿机,磨齿机多用于淬硬齿轮的齿面精加工,有的还可直接用来在齿坯上磨制小模数齿轮,磨齿机,磨齿能消除淬火后的变形,加工精度最低为6级,有的可达到3、4级精度,磨齿有成形法和范成法两大类。
多数磨齿机为范成法磨齿。
范成法磨齿又分为连续磨齿和分度磨齿两类,加工精度高,修正误差能力强,且能加工表面硬度很高的齿轮,但加工效率低,机床复杂,调整困难,故加工成本高,适用于齿轮精度要求很高的场合,德国尼尔斯2500mm磨齿机,德国数控五轴磨齿机,返回,
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