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1．插齒原理 插齒是利用插齒刀在插齒機(jī)上加工內(nèi)、外齒輪或齒條等的齒面加工方法。 插齒的加工過程，從原理上講，相當(dāng)于一對直齒圓柱齒輪的嚙合。工件和插齒刀的運(yùn)動(dòng)形式，見圖1a。插齒刀相當(dāng)于一個(gè)在齒輪上磨出前角和后角，形成切削刃的齒輪，而齒輪齒坯則作為另一個(gè)齒輪。插齒時(shí)刀具沿工件軸線方向作高速的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，形成切削加工的主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還與工件作無間隙的嚙合運(yùn)動(dòng)，在工件上加工出全部輪齒齒廓。在加過程中，刀具每往復(fù)一次僅切出工件齒槽的很小一部分，工件齒槽的齒面曲線是由插齒刀切削刃多次切削的包絡(luò)線所組成的，如圖1b所示。
圖1 插齒原理 插齒加工時(shí)，插齒機(jī)必須具備以下運(yùn)動(dòng)： （1）主運(yùn)動(dòng) 插齒刀的往復(fù)上、下運(yùn)動(dòng)稱為主運(yùn)動(dòng)。以每分鐘的往復(fù)次數(shù)來表示，向下為切削行程，向上為返回行程。 （2）展成運(yùn)動(dòng) 插齒時(shí)，插齒刀和工件之間必須保持一對齒輪副的嚙合運(yùn)動(dòng)關(guān)系，即插齒刀每轉(zhuǎn)過一個(gè)齒（1/Z刀轉(zhuǎn)）時(shí)，工件也必須轉(zhuǎn)過一個(gè)齒（1/Z工轉(zhuǎn)）。 （3）徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 為了逐漸切至工件的全齒深，插齒刀必須有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。徑向進(jìn)給量是用插齒刀每次往復(fù)行程中工件或刀具徑向移動(dòng)的毫米數(shù)來表示。當(dāng)達(dá)到全齒深時(shí)，機(jī)床便自動(dòng)停止徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，工件和刀具必須對滾一周，才能加工出全部輪齒。 （4）圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 展成運(yùn)動(dòng)只確定插齒刀和工件的相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系，而運(yùn)動(dòng)快、慢由圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來確定。插齒刀每一往復(fù)行程在分度圓上所轉(zhuǎn)過的弧長稱為圓周進(jìn)給量，其單位為mm/往復(fù)行程。（5）讓刀運(yùn)動(dòng) 為了避免插齒刀在回程時(shí)擦傷已加工表面和減少刀具磨損，刀具和工件之間應(yīng)讓開一段間隔，而在插齒刀重新開始向下工作行程時(shí)，應(yīng)立即恢復(fù)到原位，以便刀具向下切削工件。這種讓開和恢復(fù)原位的運(yùn)動(dòng)稱為讓刀運(yùn)動(dòng)。一般新型號(hào)的插齒機(jī)通過刀具主軸座的擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)讓刀運(yùn)動(dòng)，以減小讓刀產(chǎn)生的振動(dòng)。
圖2 插齒機(jī)的傳動(dòng)原理 圖2是插齒機(jī)的傳動(dòng)原理圖。主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈由“電動(dòng)機(jī)M—1—2—uv—3—4—5—曲柄偏心盤A—插齒刀主軸（往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)）”組成，其中換置機(jī)構(gòu)uv用于改變插齒刀每分鐘往復(fù)行程數(shù)。圓周進(jìn)給運(yùn)動(dòng)鏈由“插齒刀主軸（往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)）—曲柄偏心盤A—5—4—6—us—7—8—9—蝸桿蝸輪副B—插齒刀主軸（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）”組成，其中換置機(jī)構(gòu)us用來調(diào)整圓周進(jìn)給量大小。展成運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈由“插齒刀主軸（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）—蝸桿蝸輪副B—9—8—10—uc—11—12—蝸桿蝸輪副C—工作臺(tái)主軸（旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）”所組成，其中換置機(jī)構(gòu)uc用來調(diào)整插齒刀與工件所需的正確相對運(yùn)動(dòng)關(guān)系。由于讓刀運(yùn)動(dòng)及徑向切進(jìn)運(yùn)動(dòng)不直接參加表面成形運(yùn)動(dòng)，因此圖2中沒有表示出來。 2．插齒加工的工藝特點(diǎn) （1）插齒加工精度較高 由于插齒刀的制造、刃磨和檢驗(yàn)均較滾刀簡便，易保證制造精度，故可保證插齒的齒形精度高；但插齒加工時(shí)，刀具上各刀齒順次切制工件的各個(gè)齒槽，因而，插齒刀的齒距累積誤差將直接傳遞給被加工齒輪，影響被切齒輪的運(yùn)動(dòng)精度。 （2）插齒齒向偏差比滾齒大 由于插齒機(jī)的主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線之間存在平行度誤差，加之插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)頻繁，主軸與套筒輕易磨損，所以插齒的齒向偏差通常比滾齒大。 （3）齒面粗糙度值較小 由于插齒刀是沿輪齒全長連續(xù)地切下切屑，還由于形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)目比滾齒時(shí)多，因此插齒加工的齒面粗糙度優(yōu)于滾齒。 （4）插齒生產(chǎn)率比滾齒低 插齒刀的切削速度受往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性限制難以進(jìn)步，此外空行程損失大，因此生產(chǎn)率低于滾齒加工。 插齒適用于加工模數(shù)小，齒寬較窄的內(nèi)齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、齒條、扇形齒等。 |
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