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1、齿轮加工技术本讲稿第一页，共二十二页一齿轮材料的合理选择1.1.满足材料的机械性能满足材料的机械性能齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿根部受到大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面电蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和齿轮主要的失效形式有齿面电蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度
2、和韧性。2.2.满足材料的工艺性能满足材料的工艺性能材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。本讲稿第二页，共二十二页一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性较差。而合金钢可以满足一般工作条件的要求，但强度不高，淬透性较差。而合金钢
3、淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工艺性能。3.3.材料的经济性要求材料的经济性要求在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应该注意尽量降低零在满足使用性能的前提下，选用齿轮材料还应该注意尽量降低零件的总成本。件的总成本。从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格比较低廉，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳的价格比较低廉，因此在满足零件机械性能的前提下选用碳钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而
4、且可以降低成钢和铸铁，不仅具有较好的加工工艺性能，而且可以降低成本。本。从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先，采用不同的热处从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先，采用不同的热处理方法相对加工费用也不一样。其次，通过改进热处理工艺理方法相对加工费用也不一样。其次，通过改进热处理工艺也可以降低成本也可以降低成本。本讲稿第三页，共二十二页齿轮的材料及热处理对齿轮材料的基本要求：对齿轮材料的基本要求：齿面要硬齿面要硬,齿芯要韧齿芯要韧易于加工及热处理易于加工及热处理软齿面齿轮齿面配对硬度差为软齿面齿轮齿面配对硬度差为30-50HBS30-50HBS常用的齿轮材料及其热处理方法有：常用的齿轮材料及其热处理方法有
5、：(1)(1)中碳钢中碳钢(如如4545钢钢)进行调质或表面淬火，综合力学性能较好，进行调质或表面淬火，综合力学性能较好，用于低速、轻载或中载的一些不重要的齿轮。用于低速、轻载或中载的一些不重要的齿轮。(2)(2)合金调质钢合金调质钢(如如40Cr)40Cr)进行调质或表面淬火，综合力学性能更好，进行调质或表面淬火，综合力学性能更好，且热处理变形小，适用于中速、中载及精度要求较高的齿轮。且热处理变形小，适用于中速、中载及精度要求较高的齿轮。(3)(3)合金渗碳钢合金渗碳钢(如如20Cr20Cr，20CrMnTi)20CrMnTi)进行渗碳淬火或液体碳氮共进行渗碳淬火或液体碳氮共渗，齿面硬度可达
6、渗，齿面硬度可达58HRC58HRC，且心部有较高韧性，适用于高速、，且心部有较高韧性，适用于高速、中载和或有冲击载荷的齿轮中载和或有冲击载荷的齿轮(4)(4)铸铁及其他非金属材料铸铁及其他非金属材料(如尼龙、夹布胶木等如尼龙、夹布胶木等)。这些材料强。这些材料强度低、易加工，适用于一些轻载的齿轮。度低、易加工，适用于一些轻载的齿轮。本讲稿第四页，共二十二页钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种：钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种：表面淬火表面淬火表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢，如表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢，如 4545、40Cr40Cr钢等。表面淬火后，齿钢等。表面淬火后，齿面硬度一般为
7、面硬度一般为404055HRC55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高。耐磨性好；由于齿。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高。耐磨性好；由于齿心部分未淬硬，齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷。心部分未淬硬，齿轮仍有足够的韧性，能承受不大的冲击载荷。渗碳淬火渗碳淬火渗碳淬火常用于低碳钢和低碳含金钢，如渗碳淬火常用于低碳钢和低碳含金钢，如 2020、20Cr20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达可达565662HRC62HRC，而齿轮心部仍保持较高的韧性，轮齿的抗弯强度和齿面，而齿轮心部仍保持较高的韧性，轮齿的抗弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好，常用于受冲击载荷的重要齿
8、轮传动。齿轮经接触强度高，耐磨性较好，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后，轮齿变形较大，应进行磨削加工。渗碳淬火后，轮齿变形较大，应进行磨削加工。渗氮渗氮 渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理，齿面硬度可达渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其他热处理，齿面硬度可达700700900HV900HV。由于渗氮处理后的齿轮硬度高，工艺温度低，变形小，故适用。由于渗氮处理后的齿轮硬度高，工艺温度低，变形小，故适用于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于含铅、钼、铝等合金元素的渗氮钢，如于内齿轮和难以磨削的齿轮，常用于含铅、钼、铝等合金元素的渗氮钢，如38CrMoAl38C
9、rMoAl等。等。本讲稿第五页，共二十二页调质调质调质一般用于中碳钢和中碳合金钥，如调质一般用于中碳钢和中碳合金钥，如4545、40Cr40Cr、35SiMn35SiMn钢等。调质处理后齿钢等。调质处理后齿面硬度一般为面硬度一般为220220280HBS280HBS。因硬度不高，轮齿精加工可在热处理后进行。因硬度不高，轮齿精加工可在热处理后进行。正火正火正火能消除内应力，细化晶粒，改善力学性能和切削性能。机械强度要正火能消除内应力，细化晶粒，改善力学性能和切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理，大直径的齿轮可采用铸钢正火处求不高的齿轮可采用中碳钢正火处理，大直径的齿轮可采用铸钢正
10、火处理。理。6齿轮毛坯齿轮毛坯齿轮毛坯的选择取决于齿轮的材料、结构形式与尺寸、使用条件及生产批量等因素。齿轮毛坯的选择取决于齿轮的材料、结构形式与尺寸、使用条件及生产批量等因素。常用的齿轮毛坯有：常用的齿轮毛坯有：(1)(1)下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸较小，结构简单的齿轮。下料件用于一些不重要，受力不大且尺寸较小，结构简单的齿轮。(2)(2)锻件用于重要而受力较大的齿轮。锻件用于重要而受力较大的齿轮。(3)(3)铸钢件用于直径大或结构形状复杂，不宜锻造的齿轮。铸钢件用于直径大或结构形状复杂，不宜锻造的齿轮。(4)(4)铸铁件用于受力小，无冲击的开式传动的齿轮。铸铁件用于受力小，无冲击
11、的开式传动的齿轮。本讲稿第六页，共二十二页 二 齿轮传动的精度要求 齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力。噪声及使用寿命影响很大，齿轮的制造精度对机器的工作性能、承载能力。噪声及使用寿命影响很大，因此，齿轮制造必须满足齿轮传动的使用要求。因此，齿轮制造必须满足齿轮传动的使用要求。(1)(1)传动的准确性即主动轮转过一个角度时，从动轮应按给定的传动比转过传动的准确性即主动轮转过一个角度时，从动轮应按给定的传动比转过相应的角度。要求齿轮在一转中，转角误差的最大值不能超过一定的限度，即为相应的角度。要求齿轮在一转中，转角误差的最大值不能超过一定的限度，即为一转角精度。一转角精度。(2)(2)工作
12、平稳性要求齿轮传动乎稳，无冲击；振动和噪声小，这就需要限制齿工作平稳性要求齿轮传动乎稳，无冲击；振动和噪声小，这就需要限制齿轮传动时，瞬时传动比的变化，即一齿转角精度。轮传动时，瞬时传动比的变化，即一齿转角精度。(3)(3)载荷均匀性齿轮载荷由齿面承受，两齿轮啮合时，接触面积的大载荷均匀性齿轮载荷由齿面承受，两齿轮啮合时，接触面积的大小对齿轮的使用寿命影响很大。所以齿轮载荷的均匀性，由接触精度来小对齿轮的使用寿命影响很大。所以齿轮载荷的均匀性，由接触精度来衡量。衡量。(4)(4)齿侧间隙一对相互啮合的齿轮，其非工作面必须留有一定的间隙，齿侧间隙一对相互啮合的齿轮，其非工作面必须留有一定的间隙，
13、即为齿侧间隙，其作用是储存润滑油，使工作齿面形成油膜，减少磨损；同即为齿侧间隙，其作用是储存润滑油，使工作齿面形成油膜，减少磨损；同时可以补偿热变形、弹性变形、加工误差和安装误差等因素引起的侧隙减小，时可以补偿热变形、弹性变形、加工误差和安装误差等因素引起的侧隙减小，防止卡死。应当根据齿轮副的工作条件，来确定合理的侧隙。防止卡死。应当根据齿轮副的工作条件，来确定合理的侧隙。以上四项要求，根据齿轮传动装置的用途和工作条件而有所不同。以上四项要求，根据齿轮传动装置的用途和工作条件而有所不同。例如，滚齿机分度蜗杆副，读数仪表所用的齿轮副，对传动准确性要求例如，滚齿机分度蜗杆副，读数仪表所用的齿轮副，
14、对传动准确性要求高，工作平稳性也有一定要求，而对载荷的均匀性要求一般不严格。高，工作平稳性也有一定要求，而对载荷的均匀性要求一般不严格。本讲稿第七页，共二十二页二齿轮加工方法齿轮加工的关键是齿面加工。目前，齿面加工的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者由于加工效率高，加工精度较高，因而是目前广泛采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面的精加工，效率一般比较低。按照加工原理，可分为成形法和展成法两大类。1.成形法成形法是采用与被切齿轮齿槽相符的成形刀具加成形法是采用与被切齿轮齿槽相符的成形刀具加工齿形的方法。用齿轮铣刀在铣床上加工齿轮是常用工齿形的方法。用齿轮铣刀在铣床上加工齿轮是常用的成形法
15、加工。的成形法加工。1.11.1齿轮铣刀的选择齿轮铣刀的选择应选择与被加工齿轮模数、压力角相等的铣刀。同时按齿轮齿数根据下页表选择合适号数的铣刀。本讲稿第八页，共二十二页刀号12345678加工齿数范围12-1314-1617-2021-2526-3435-5455-134135以上及齿条1.2铣削方法在卧式铣床上，将齿坯套在心轴上安装于分度头和尾架顶尖中，对刀并调好铣削深度后开始铣第一个槽，铣完一齿退出进行分度，依次逐个完成齿数的铣削。本讲稿第九页，共二十二页1.3铣齿加工特点（1）用普通的铣床设备，且刀具成本低。（2）生产效率低。每切完一齿要进行分度，占用较多的辅助时间。（3）齿轮精度低。
16、齿形精度只达11-9级。主要原因是每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围最少齿槽相吻合，而此号齿轮铣刀加工同组的其它齿数的齿轮齿形都有一定的误差。本讲稿第十页，共二十二页2.展成法展成法就是利用齿轮刀具与被切齿坯作啮合运动而切出齿形的方法。2.1插齿加工插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮插齿加工在插齿机上进行，是相当于一个齿轮的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的插齿刀与齿坯按一对齿轮作啮合运动而把齿形切成的。可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一的。可把插齿过程分解为：插齿刀先在齿坯上切下一小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也小片材料，然后插齿刀退回并转过一小角度，齿坯也
17、同时转过相应角度。之后，插齿刀又下插在齿坯上切同时转过相应角度。之后，插齿刀又下插在齿坯上切下一小片材料。不断重复上述过程。就是这样，整个下一小片材料。不断重复上述过程。就是这样，整个齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。因齿槽被一刀刀地切出，齿形则被逐渐地包络而成。因此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，此，一把插齿刀，可加工相同模数而齿数不同的齿形，不存在理论误差。不存在理论误差。本讲稿第十一页，共二十二页如右图所示如右图所示,插齿有以插齿有以下切削运动下切削运动:(1)(1)主运动主运动插齿刀的上下往复插齿刀的上下往复运动运动(2)(2)展成运动展成运动确保插齿刀与确保插
18、齿刀与齿坯的啮合关系的运动齿坯的啮合关系的运动(3)(3)圆周进给运动圆周进给运动插齿刀的转插齿刀的转动，其控制着每次插齿刀动，其控制着每次插齿刀的切削量的切削量(4)(4)径向进给量径向进给量插齿刀须作径向插齿刀须作径向逐渐切入运动，以便切出全齿逐渐切入运动，以便切出全齿深。深。(5)(5)让刀运动让刀运动插齿刀回程向插齿刀回程向上时，为避免与工件摩擦上时，为避免与工件摩擦而使插齿刀让开一定距离而使插齿刀让开一定距离的运动的运动本讲稿第十二页，共二十二页2.2滚齿加工滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机滚齿加工是用滚齿刀在滚齿机(见下页图见下页图)上加工齿轮的方法。滚齿加上加工齿轮的方法。滚齿加工原理
19、是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。滚齿刀好比一个齿工原理是滚齿刀和齿坯模拟一对螺旋齿轮作啮合运动。滚齿刀好比一个齿数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条数很少（一至二齿）齿很长的齿轮，形似蜗杆，经刃磨后形成一排排齿条刀齿。因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。滚切齿轮过程可分解刀齿。因此，可把滚齿看成是齿条刀对齿坯的加工。滚切齿轮过程可分解为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚为：前一排刀齿切下一薄层材料之后，后一排刀齿切下时，由于旋转的滚刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转刀为螺旋形，所以使刀齿位置向前
20、移动了一小段距离，而齿轮坯则同时转过相应角度。后一排刀齿便切下另一薄层材料。正如齿条刀向前移动，齿过相应角度。后一排刀齿便切下另一薄层材料。正如齿条刀向前移动，齿轮坯作转动。就这样，齿坯被一刀刀地切出整个齿槽，齿侧的齿形则被包轮坯作转动。就这样，齿坯被一刀刀地切出整个齿槽，齿侧的齿形则被包络而成。所以，这种方法可用一把滚齿刀加工相同模数不同齿数的齿轮。络而成。所以，这种方法可用一把滚齿刀加工相同模数不同齿数的齿轮。不存在理论齿形误差。不存在理论齿形误差。插齿除适于加工直齿圆柱齿轮外，特别适合加工多联齿轮及内齿轮。插齿加工精度一般为7-8级。齿面粗糙度Ra值为1.6m。本讲稿第十三页，共二十二页
21、滚切直齿圆柱齿轮时有以下运动（如右下图所示）：（1）主运动滚刀的旋转运动。（2）展成运动是保证滚齿刀和被切齿轮的转速必须符合所模拟的一对齿轮的啮合运动关系。即滚刀转一转，工件转K/Z转。其中：K是滚刀的头数，Z为齿轮齿数。（3）垂直进给运动要切出齿轮的全齿宽，滚刀须沿工件轴向作垂直进给运动本讲稿第十四页，共二十二页2.3剃齿加工剃齿是用剃齿刀对齿轮的齿面进行剃齿是用剃齿刀对齿轮的齿面进行 精加工的方法。精加工的方法。加工原理：加工原理：剃齿时刀具与工件作一种自由啮合的展成运动。安剃齿时刀具与工件作一种自由啮合的展成运动。安装时，剃齿刀与工件轴线倾斜一个剃齿刀螺旋角装时，剃齿刀与工件轴线倾斜一个
22、剃齿刀螺旋角。剃。剃齿刀的圆周速度可以分解为沿工件齿向的切向速度和齿刀的圆周速度可以分解为沿工件齿向的切向速度和沿工件齿面的法向速度，从而带动工件旋转和轴向运沿工件齿面的法向速度，从而带动工件旋转和轴向运动，使刀具在工件表面上剃下一层极薄的切屑。同时，动，使刀具在工件表面上剃下一层极薄的切屑。同时，工作台带动工件作往复运动，以剃削轮齿的全长。工作台带动工件作往复运动，以剃削轮齿的全长。滚齿加工适于加工直齿、斜齿圆柱齿轮。齿轮加工精度为8-7级，齿面粗糙度Ra值为1.6m。在滚齿机上用蜗轮滚刀、链轮滚刀还能滚切蜗轮和链轮。本讲稿第十五页，共二十二页2.4珩齿和磨齿加工珩齿特点珩齿特点:珩齿的加工
23、原理与剃齿相同，表面粗糙Ra0.4Ra0.40.2m0.2m。主要作用是降低齿面粗糙度，生产率高，一般用。主要作用是降低齿面粗糙度，生产率高，一般用于大批量加工于大批量加工8 86级精度的淬火级精度的淬火 齿轮。齿轮。磨齿特点磨齿特点:是一种最重要的一种齿形精加工方法，既可磨削不淬火的齿轮，又可磨削淬火的齿轮。加工精度可达6 64级,Ra0.4,Ra0.40.2m0.2m。有两种磨齿形式：有两种磨齿形式：(1)(1)锥形砂轮磨齿(2)(2)双碟形砂轮磨齿双碟形砂轮磨齿本讲稿第十六页，共二十二页2.52.5齿轮加工的其它方法齿轮加工的其它方法滚制：齿轮的滚制加工有利用成形法与展成法。利用展成法的
24、滚制是利用齿条与小齿滚制：齿轮的滚制加工有利用成形法与展成法。利用展成法的滚制是利用齿条与小齿轮、小齿轮与大齿轮、内齿轮与小齿轮的啮合；将淬火硬化的齿条形工具、小齿轮形轮、小齿轮与大齿轮、内齿轮与小齿轮的啮合；将淬火硬化的齿条形工具、小齿轮形工具、内齿轮形工具按压于齿轮轮坯，使轮坯滚动，借塑性变形加工成齿形。利用成工具、内齿轮形工具按压于齿轮轮坯，使轮坯滚动，借塑性变形加工成齿形。利用成形法的滚制是用对应于滚制齿轮的齿轮形状的成形滚制刀具，藉特殊的滚轧加工成形形法的滚制是用对应于滚制齿轮的齿轮形状的成形滚制刀具，藉特殊的滚轧加工成形齿形。齿形。热间锻造：热间锻造的主要对象为直齿伞齿轮、螺旋伞齿
25、轮及正齿轮，通热间锻造：热间锻造的主要对象为直齿伞齿轮、螺旋伞齿轮及正齿轮，通常为以非铁合金为材料的齿轮，可不计加热之际发生的氧化皮时，热间常为以非铁合金为材料的齿轮，可不计加热之际发生的氧化皮时，热间锻造的精度及表面粗糙度不亚于机械加工。锻造的精度及表面粗糙度不亚于机械加工。高速锻造：高速锻造：19571957年由美国年由美国GeneralDynamicsGeneralDynamics公司开发公司开发冷间锻造：主要有利用锻粗或锻头法扩大齿坯尺寸的成形与减少齿坯断面冷间锻造：主要有利用锻粗或锻头法扩大齿坯尺寸的成形与减少齿坯断面的挤出成形。的挤出成形。冲剪：玩具等不大要求精度的小型板齿轮常用冲
26、剪法作成。冲剪：玩具等不大要求精度的小型板齿轮常用冲剪法作成。普通铸造：超大型齿轮不得不用铸造放来加工。直接将熔融的金属注入铸普通铸造：超大型齿轮不得不用铸造放来加工。直接将熔融的金属注入铸模中，凝固后取出，直接使用或机械加工后使用。模中，凝固后取出，直接使用或机械加工后使用。精密铸造法：有毂模法、石膏模法等。精密铸造法：有毂模法、石膏模法等。还有粉末冶金法、射出成形法等齿轮加工方法还有粉末冶金法、射出成形法等齿轮加工方法本讲稿第十七页，共二十二页2.齿形加工方法比较滚齿与插齿比较滚齿与插齿比较滚齿是刀齿作连续的旋转滚齿是刀齿作连续的旋转切削、切削速度较高，插齿是刃齿作往复运动，限制了切切削、
27、切削速度较高，插齿是刃齿作往复运动，限制了切削速度，故滚齿生产率比插齿烙高，滚齿机可以加工直齿、削速度，故滚齿生产率比插齿烙高，滚齿机可以加工直齿、斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和相距太近的多斜齿圆柱齿轮和蜗轮，但不能加工内齿轮和相距太近的多联齿轮；插齿时播齿刀沿齿全长连续切出，包络线数量也联齿轮；插齿时播齿刀沿齿全长连续切出，包络线数量也多，而滚齿时轮齿全长是由滚刀多次连续切出，故插齿的多，而滚齿时轮齿全长是由滚刀多次连续切出，故插齿的齿面粗糙度值较小；插齿刀的制造、刃磨检验壁滚刀方便，齿面粗糙度值较小；插齿刀的制造、刃磨检验壁滚刀方便，易得到高精度，但插齿机分齿传动链比滚齿复杂，因此
28、，易得到高精度，但插齿机分齿传动链比滚齿复杂，因此，加工齿轮的精度基本一样；插齿机可以加工内齿轮和多联加工齿轮的精度基本一样；插齿机可以加工内齿轮和多联齿轮齿轮,但不能加工蜗轮。本讲稿第十八页，共二十二页滚齿、插齿与铣齿比较铣齿采用普通设备和简单刀具即可加工齿形。但是只能加工119级精度、齿面粗糙度Ra值为6.3m3.2m的齿形。滚齿和插齿的分度精度和齿形精度均较铣齿高，可以加工6级精度、齿面粗糙度值Ra为3.2m1.6m；滚齿和插齿是连续分度和切削，生产效率比铣齿高。用同一模数的滚到和插齿刀，可以各种不同齿数的齿轮，大大减少了刀具数目，提高了经济效益。各种齿轮加工工艺比较如下表加工精度加工精
29、度生产率生产率齿面光洁度齿面光洁度适用范围适用范围滚齿滚齿通常通常6-106-10，最高，最高4 4级级较高较高较差较差通用性大通用性大插齿插齿通常通常7-97-9，最高，最高6 6级级较高较高较好较好通用性大通用性大剃齿剃齿5-75-7级精度级精度高，高，2-42-4分分钟一个钟一个可达可达8-108-10主要用于精加工主要用于精加工珩齿珩齿6-86-8级精度级精度低低可达可达7-97-9剃齿后的加工剃齿后的加工磨齿磨齿3-73-7级精度级精度较低较低可达可达7-97-9淬硬后的精加工淬硬后的精加工本讲稿第十九页，共二十二页磨齿加工技术最新发展现状采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率
30、和长使用寿命的优点。采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。磨齿加工曾被认为是一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手磨齿加工曾被认为是一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。段。现在，由于磨齿机的效率提高了，砂轮性能也更好，高额成本得以大幅下降。由此，现在，由于磨齿机的效率提高了，砂轮性能也更好，高额成本得以大幅下降。由此，磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中。磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中。磨齿机经过如下的一系列的重大改进，使得效率提高了很多。磨齿机经过如下的一系列的重大改进，使得效率提高了很多。（）机载测量（）机载测量许多磨齿机因配备了机载测量系
31、统而变得更为精确。优于使用了在机测许多磨齿机因配备了机载测量系统而变得更为精确。优于使用了在机测量，不必将齿轮从工作台上拆卸下来送到其它地方去检测，避免了再加工时量，不必将齿轮从工作台上拆卸下来送到其它地方去检测，避免了再加工时的二次安装误差。加工时，先由机载测量系统初步分析齿轮，再将实测参数的二次安装误差。加工时，先由机载测量系统初步分析齿轮，再将实测参数与理论设计参数对比，求出所需修正量，控制系统采集到这些修正数据后自与理论设计参数对比，求出所需修正量，控制系统采集到这些修正数据后自动调整磨齿加工状态，然后再进行磨齿和测量。如此反复循环，直至达到所动调整磨齿加工状态，然后再进行磨齿和测量。
32、如此反复循环，直至达到所需的精度要求。一体化机载测量和机载修正系统使现代磨齿机更加高效。需的精度要求。一体化机载测量和机载修正系统使现代磨齿机更加高效。（）直驱电机（）直驱电机近年来，结构紧凑的直驱电机在砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐增近年来，结构紧凑的直驱电机在砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐增加。直驱主轴可避免传动链误差。因此，在加。直驱主轴可避免传动链误差。因此，在“修砂轮修砂轮磨齿轮磨齿轮”循环中运用直循环中运用直驱电机，并配以较好的砂轮和多轴联动控制，可消除切削纹、偏畸几何形状、齿驱电机，并配以较好的砂轮和多轴联动控制，可消除切削纹、偏畸几何形状、齿轮使用噪音的高频误差及有害振
33、动。轮使用噪音的高频误差及有害振动。本讲稿第二十页，共二十二页（）自动化（）自动化“自动化自动化”一词越来越多地应用于磨齿加工特别是流程化生产中，包括工件安一词越来越多地应用于磨齿加工特别是流程化生产中，包括工件安装、换刀以及与工件流程同步的库存分类等。自动化消除了机器空转时间并有利装、换刀以及与工件流程同步的库存分类等。自动化消除了机器空转时间并有利于减少工序间等待时间。于减少工序间等待时间。（）磨齿机软件（）磨齿机软件基于基于WindowsWindows的软件也像应用于个人计算机一样，广泛应用于今天的的软件也像应用于个人计算机一样，广泛应用于今天的磨齿机中（如基于磨齿机中（如基于Windo
34、wsWindows的设计系统和数控系统）。以前只能以纸绘图，现的设计系统和数控系统）。以前只能以纸绘图，现在，图形界面和算法软件相结合的设计加修正软件包可使齿轮几何尺寸设计程序在，图形界面和算法软件相结合的设计加修正软件包可使齿轮几何尺寸设计程序化和局部制造仿真化。化和局部制造仿真化。驱动、滚珠丝杠和位置传感器三者间的高精度闭环控制因软件的应用而得以驱动、滚珠丝杠和位置传感器三者间的高精度闭环控制因软件的应用而得以实现。许多新一代磨齿机的部件配有与驱动单元分离的位置传感器，因而具有更实现。许多新一代磨齿机的部件配有与驱动单元分离的位置传感器，因而具有更高的精度和热稳定性。绝对式位移传感器和绝对
35、编码技术保证了在高定位精度前高的精度和热稳定性。绝对式位移传感器和绝对编码技术保证了在高定位精度前提下，反馈数据的高速传输和机床传动的稳定性。提下，反馈数据的高速传输和机床传动的稳定性。本讲稿第二十一页，共二十二页（）新材料砂轮（）新材料砂轮先进的陶瓷结合剂砂轮和电镀立方氮化硼（先进的陶瓷结合剂砂轮和电镀立方氮化硼（CBNCBN）砂轮有着同样高的生产）砂轮有着同样高的生产效率。由于效率。由于“混合颗粒混合颗粒”型合成物中使用了新材料以及粘接工艺的进步，提型合成物中使用了新材料以及粘接工艺的进步，提高了陶瓷结合剂砂轮的强韧性、形状精度保持力、材料切除力和耐用性。这高了陶瓷结合剂砂轮的强韧性、形状
36、精度保持力、材料切除力和耐用性。这些优异性能来源于高性能颗粒结构和增大的孔隙度。同时，良好的颗粒结构些优异性能来源于高性能颗粒结构和增大的孔隙度。同时，良好的颗粒结构减少了磨削压力，降低了磨削温度。减少了磨削压力，降低了磨削温度。（）磨削费用的降低（）磨削费用的降低如今，磨齿成本大幅下降，其原因很多，如基于模块化设计的高性价比机型、如今，磨齿成本大幅下降，其原因很多，如基于模块化设计的高性价比机型、数控系统、流程化生产等，即使是综合了前述所有先进技术的磨齿机也比以前的数控系统、流程化生产等，即使是综合了前述所有先进技术的磨齿机也比以前的机型便宜得多，大批量生产使单件生产周期比以前缩短了机型便宜得多，大批量生产使单件生产周期比以前缩短了50%50%70%70%，损耗品，损耗品（砂轮和金刚石修正器等）成本也大幅下降。（砂轮和金刚石修正器等）成本也大幅下降。本讲稿第二十二页，共二十二页