杏彩体育:铣削加工的计算-铣削齿轮的计算

　　对于常用的渐开线齿轮来说，由渐开线的性质可知，渐开线形状和基圆的直径有关，即模数相同而齿数不同的齿轮，其基圆直径也不同。因此，从理论上来说，对模数相同而齿数不同的齿轮都要设计专用的齿轮铣刀，这样既不经济，也无必要。在实际生产中，为了减少铣刀数量，通常将齿数接近的几个齿轮用相同的一把铣刀去加工。加工压力角为20的直齿渐开线圆柱齿轮用的盘形齿轮铣刀已经标准化，根据JB/T 7970.1-1999规定，模数m=0.3- 8mm时，每种模数的铣刀由8把组成一套;当模数m=9-16mm时，每种模数的铣刀由15把组成一套。一套铣刀中的每把都有一个刀号，实际使用根据被加工齿轮的齿数予以选择，参见表4-10、表4-11。

　　在万能铣床土用盘形铣刀加工斜齿圆柱齿轮时，不是按仿形法原理，而是按无瞬心包络法原理加工的。齿轮的齿形表面是铣刀相对于齿轮做螺旋运动时，铣刀切削刃所形成的回转表面在空间形成的包络面。铣刀齿形求法较繁琐，平时在小批量或单件生产中，常用加工直齿圆柱齿轮的标准盘形铣刀来加工斜齿圆柱齿轮，但这样切出的齿形只是近似的。

　　在万能铣床上用齿轮盘铣刀铣削斜齿轮，其齿形是近似的，齿面在靠近齿顶及齿根处都要产生一定的干涉过切量。螺旋角刀越大，过切量也越大，从而会减少齿轮在啮合时的接触面积。为了改善这种情况，当20。时，可采用下式较精确地计算假想齿数z:

　　该齿条移距器的结构和使用方法为:移距器交换齿轮架装于纵向工作台的右端，并用螺钉固定在工作台上，齿轮Z1装于I轴，齿轮z2、z3装于II轴，齿轮Z4装在纵向传动丝杠上，分度板固定在交换齿轮架支承上。当拔出定位销转动手柄时，就带动纵向传动丝杠转动，使工作台移动一定的距离，由于z1.z2.z3和z4的齿数分别为29. 60.52和48，纵向传动丝杠的螺距为6mm，当手柄转一整转时，工作台移动的距离是

　　齿条的齿距P=m，所以手柄转一整转，工作台移动的距离即等于模数m=1mm的齿距。若手柄转1.5转，则工作台移距为1.5倍模数的齿距，依此类推，每次移距只要使手柄的转数等于齿条的模数即可。

　　(4)分度块移距法采用分度块移距法可消除因纵向传动丝杠精度不高或磨损所引起的误差，这种移距方法适用于在较陈旧的铣床上加工精度要求较高的齿条，特别是长齿条。图4-10所示为铣直齿条的分度块移距装置。

　　移距装置由若干块厚度为齿条齿距的分度块、百分表和表座组成，表座可固定在机床的适当位置上，分度块则固定在铣床工作台侧面的T形槽内。装夹分度块时使百分表测头和第一块分度块接触，并将百分表调整到“0”位，然后装夹其余分度块，再用千分尺测量这些分度块的总长度是否等于若干个齿距之和。在具体使用时，当第一齿铣好后，松开螺钉，卸下第一块分度块，移动工作台使百分表测头和第二块分度块接触。当百分表读数恢复到“0”位后，就可铣第二齿。这样依次铣下去，直至还留下一块分度块，然后把卸下的分度块都装上，再重新开始铣削。

　　(1)工件倾斜法斜齿条的移距方法要根据加工方法和工件的数量而定。当采用工件倾斜法时，齿条的端面与工作台移动方向成w角，如图4-11a所示，则每次移距应等7=斜齿条的法向齿距pn，即和铣直齿条时完全相同，但此法仅适用于加工斜角w较小、长度较短的斜齿条，否则将受到横向工作台工作行程的限制而不能将齿条铣至全长。

　　(2)转动工作台法在铣床上铣削较长的斜齿条时，一般都采用转动工作台的方法，即工件的端面和纵向工作台移动方向平行，然后将工作台转过w角，如图4-11b所示。采用此法铣削斜齿条时，侮铣一齿后纵向工作台的移距应等于斜齿条的端面齿距Pt，但Pt随模数m及斜角w变化而变化，因此采用转动工作台法铣斜齿条移距时可采用分度板法和侧轴定轮法，当工件要求高、数量多时可采用分度块移距法。

　　直齿锥齿轮齿形的加工，一般采用刨齿或铣齿两种方法。刨齿是展成法加工的一种，其加工精度较高。目前有的工厂在滚齿机上增设专用装置后用锥齿轮滚刀或飞刀加工小模数锥齿轮，其生产率约为刨齿加工的两倍。

　　4)修切齿槽两侧。齿槽中部铣好后，下一步就是修切齿槽两侧。由于锥齿轮铣刀的厚度是按齿轮小端的齿槽宽度设计的，所以齿槽中部铣好后，齿端的齿厚还有一定加工余量。至于小端齿厚，如齿轮的锥距与齿宽之比为R/b=3，基本上己达到要求:如R/b3，则小端齿厚还应铣去一些。

　　为使齿端齿厚达到规定数值，在齿坯转动A角后，还要将横向工作台移动一个距离E，然后才能铣齿槽的右侧。E的移动方向应与A角的旋转方向相反，如图4-14的实线箭头所示，E值的大小，应保证每一槽侧铣去齿槽中部铣削后所留下的大端齿厚余量的一半。在生产中，可用试切法来确定E。

　　(2)第二种方法这种方法和第一种方法基本相同，所不同的是在修切齿槽两侧时，第一种方法是先计算齿坯的转角，工作台横向移动量E由试切确定;第二种方法是先计算横向移动量E，齿坯的转角由试切确定。E值的计算公式为

　　(3)第三种方法这种铣削方法和第一种方法的不同之处在于，当加工齿侧余量时，将分度头底座在水平面内旋转a1角，使铣刀廓形的对称线和齿坯轴线成一个角度;同时适当移动横向工作台，先将齿槽一侧的余量铣去，然后再将分度头底座反方向旋转两倍的a1角，横向工作台也反向移动，铣削齿槽的另一侧余量。采用此法时，为了使分度头底座能在水平面内方便地旋转，需在分度头底座下面增加一个回转盘，如图4-16a所示。

　　1)先将带有刻度的转盘固定在铣床工作台上，并将转盘调整到0位置，然后把分度头固定在转盘上。

　　3)使铣刀对中，并将切削深度调整到等于锥齿轮的全齿高后，将各齿槽中部铣去，如图4-16b所示。

　　4)将转盘顺时针偏转一个a1角，然后再把横向工作台向外移动距离E，将各齿槽的左侧铣成如图4-16c所示;工作台移距E的大小应保证能将齿槽中部铣削后留下的大端齿厚余量的一半铣去。

　　在立式铣床上也可以采用此法加工锥齿轮，其操作步骤和卧式铣床基本相同。图4-17所示为立式铣床加工锥齿轮的情形。在安装分度头时把底座下面的定位键拆去，并将分度头在水平面内旋转一个根锥角of，然后紧固在工作台上，如图4-17a所示。铣削时先把分度头主轴调整到和工作台台面平行，将齿槽中部铣去，如图4-17b所示;再将分度头主轴向上抬起a角，并将工作台下降E距离，或将分度头主轴向下倾斜a角，并将工作台升高E距离，分别铣齿槽的两侧，如图4-17c、d所示。

　　在立铣上加工的特点是，a角的转动是靠调整分度头主轴仰角来实现的，所以不需要回转盘;但由于a角的旋转轴线和齿坯轴线之间的相对位置与在卧式铣床上铣削时不同，所以a角计算也不同，其值可按下式计算:

　　(2)齿坯的装夹与校正齿坯的装夹方法、校正内容和铣削标准直齿圆柱齿轮时相同，当齿坯的最大半径超过分度头中心高时，除了采用将分度头和尾座同时垫高的办法外，也可以在分度头下面加一块底座，并使分度头在水平面内转90，再把分度头主轴向上扳起所需要的角度即可，如

　　(3)工作台转角的计算因为蜗轮的齿与轴线倾斜一个螺旋角刀，所以铣蜗轮时为使铣刀的旋转平面和齿槽方向一致，必须将工作台转动一个角度。工作台转角大小及旋转方向与加工圆柱斜齿轮时相同。此外，在粗铣蜗轮时，也可根据蜗杆的导程PZ(或头数z1、齿距Px)与分度圆直径d1，计算出工作台转动角度，如图4-19所示，计算公式为

　　(4)操作方法蜗轮铣削是以径向进给的方式进行的。铣削第一齿时，铣刀先由两尖角处开始切削，到铣刀刚切着凹圆弧的中点(即圆弧最低点)时作为起点，并用粉笔在进给工作台刻度盘上做一标记，作为以后工作台每次升高时的终点，然后以手动进给逐渐切深到小于2.25m，留出精铣余量。铣出一个齿槽后，降下工作台(退刀)分度，再用同样方法依次粗铣完整个工件上的齿槽。

　　(2)装夹方法精铣蜗轮时，将装夹在蜗轮心轴上的鸡心夹头取下，使轮坯在两顶尖之间能自由转动，则可将分度头的蜗轮蜗杆脱开，以使分度头主轴能自由转动。滚刀装在万能铣床主轴上，对好刀后，靠滚刀的旋转，拖动工件进行自动分度。

　　(4)工作台扳转角度和方向必须注意，若采用专用的蜗轮滚刀精铣蜗轮，工作台不需要调角度;若采用普通的齿轮滚刀精铣蜗轮，则应根据滚刀的螺旋角与工件的螺旋角，调转工作台到一个适当的角度，使滚刀刀齿的切削方向正好沿着已粗铣的工件齿槽方向运动。精铣时，工作台扳转的角度和方向与选用的滚刀和蜗轮螺旋角有关。表4-14列出了精铣时工作台扳转的角度和方向与所选用的滚刀和蜗轮螺旋角的关系。