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        正基元齒輪 齒輪精加工方法(二)

        仿形磨齒法
        是一種使用漸開線刃廓的成形砂輪進行磨齒的方法,用于內外齒輪的磨削。
        用仿形磨齒法磨削齒輪(齒輪與砂輪的軸交角∑=90°)如圖11-15a所示。磨齒過程中被加工齒輪與成形砂輪間的相對運動有:砂輪繞自身軸線以轉速n0轉動(切削運動);砂輪沿被加工齒輪齒向作sb的往復走刀運動;被加工齒輪的徑向進給運動sc。磨完一個齒槽的兩側齒面后,砂輪從已加工好的齒槽中退出,齒輪作分度運動 齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元轉過一個齒,砂輪繼續重復同樣的磨削。
        用仿形磨齒法磨削齒輪(齒輪與砂輪的軸交角∑=β)如圖11-15b所示。磨齒過程中除了與磨削直齒輪有相同的幾種運動外,在砂輪沿齒輪軸向走刀的同時,齒輪還應相對于砂輪作附加的旋轉運動。
        在仿形磨齒過程中,砂輪的型面可以不斷地由金剛刀予以修整。修整裝置一般是采用縮放儀的樣板對砂輪進行修整。由于成形砂輪的修整精度不高,也較困難,所以這種磨齒法受到限制,僅用于中大模數外齒輪及內齒輪的磨削。

         齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元

        展成磨齒法
        是按照齒條與齒輪嚙合原理,將砂輪修成假想齒條的齒形面,按給定的傳動比對齒輪進行磨齒。
        根據采用砂輪形式及被磨齒輪分度方法,展成磨齒法分:利用漸開線凸輪的展成磨齒法;圓盤形砂輪斷續分度展成磨齒法;蝸桿形砂輪磨齒法等。
        該方法的特點是:碟形或圓盤形砂輪展成磨齒法的精度高于仿形磨齒法,但其生產率卻低于仿形磨齒法;蝸桿形砂輪展成磨齒法的精度也比仿形磨齒法高,且生產率也遠遠比仿形磨齒法高。
        在實際生產中,大多數采用展成磨齒法。

        利用漸開線凸輪的展成磨齒法
        是利用精密的漸開線齒形靠模作仿形展成加工。常見的磨齒機有Y7125型磨齒機(圖11-16),它是用靠模板來保證砂輪和被加工齒輪之間強制性地按漸開線嚙合關系運動。在磨齒過程中,砂輪既旋轉,又作上下緩慢的往復運動(切削運動);工件由漸開線靠模板推動,既轉動又移動,以實現展成運動。
        這種磨齒法工件的基圓直徑d0與靠模板的基圓直徑dbk關系式為:d0=dbkcosa0。此式表明,用一塊靠模板通過調整磨削角a0,即可磨出基圓直徑不同的齒輪齒形。在實際生產中備有若干塊靠模板供使用。d0和dbk是已知的,由上式可求a0。實踐證明a0在11°~25°范圍內變化最佳,太大與太小均不利于磨齒工作。
        該方法加工精度可達4級。通常用來磨制齒輪刀具(如剃齒刀)和測量用的標準齒輪。

        錐形砂輪磨齒法
        是依照展成原理進行磨齒,常稱“奈爾斯磨齒法”。
        在磨齒加工中,磨成齒條齒形的砂輪一面旋轉一面沿齒寬方向作往復運動,構成假想齒條上的一個齒;工件一面轉動一面移動,從而實現展成運動;此外工件還需作分度運動,以完成各齒的磨削,如圖11-17a所示。
        Y7131型磨齒機的工件原理如圖11-17b所示。開始工件向右滾動,砂輪右錐面磨削1槽的右側面,從齒根磨至齒頂,然后工件向左滾動,砂輪左錐面磨削1槽的左側面,從齒根磨至齒頂。工件繼續向左轉動,直至齒槽完全離開砂輪時,工件作反向轉動B3,工件再向右滾動,2槽的磨削循環開始,以此循環磨出全部輪齒。
        該方法的特點是:砂輪厚度和齒距大小的變化對縱向運動調節,可借助圖11-17c所示的調節絲杠軸向間隙機構來調整,可保證磨齒時從齒形一側準確過渡到另一側;磨斜齒時可將砂輪軸線傾斜一個螺旋角β,作斜向上下往復運動即可進行磨削;被磨削齒輪壓力角和砂輪修正角不同時,可對被加工齒輪進行修正,即  齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元 得到修正后的被磨齒輪分度圓直徑;加工齒輪精度可達5~6級,生產率高于其它磨齒法;機床調整簡單,廣泛用于多品種小批量生產。

         齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元

        雙錐形砂輪磨齒法
        采用這種磨齒方式的機床有YA7063A型齒輪磨床,其工作原理也是齒條與齒輪相嚙合。
        圖11-18a用砂輪內錐面磨削法,適用于單件小批生產;圖11-18b用砂輪外錐面磨削法,也適用于單件小批生產;圖11-18c用砂輪內外錐面同時磨削法,生產率高,但磨齒精度較低,適用于粗磨加工。
        上述類型磨床配有程序控制,從粗磨到結束磨齒的各動作變化都能自動進行;用兩個砂輪同時磨削齒形兩側面,生產效率高;加工精度可達5~6級。

        盤形砂輪單側面磨齒法
        齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元這種磨齒法是盤形砂輪斷續分度展成磨齒法的一種。圖11-19a是用一個盤形砂輪的單側面先磨削齒輪的一個齒面,待該齒面磨好后,將齒輪掉頭裝卡磨另一齒面。圖11-19b是用兩個盤形砂輪同時進行工作,分別磨削齒輪兩個齒面。
        常用Y7131型齒輪磨床進行磨齒,其磨齒原理和工作循環見“錐形砂輪磨齒法”。
        該磨齒法加工精度不太高,一般只能達到5~6級。

        碟形砂輪磨齒法
        是利用將砂輪修成假想齒條的齒形面與齒輪嚙合原理的展成加工磨齒法。磨齒時,砂輪以速度n0作旋轉運動。被磨齒輪一面繞自身軸線以速度ω朝一定方向旋轉,同時又和自身軸線一起以速度v朝另一個方向作直線移動,實現展成運動,即可完成齒輪輪齒的一側面或兩側面磨削。然后砂輪退出齒槽,分度機構對齒輪分度轉過一個齒,開始新的循環。
        該磨齒法有15°/20°磨齒法(圖11-20a)和0°磨齒法(圖11-20b),砂輪位置如圖示。
        常采用的機床有Y70100型和Y7032型齒輪磨床。它們的展成運動精度和分度精度都很高,能磨出4級精度的齒輪。但是每次進給磨去的余量很小,故生產率很低。

        0°磨齒法
        是以工件的基圓為展成圓,砂輪磨削角為0°的磨削法(圖11-20b)。用砂輪兩內側面同時磨削兩輪齒的外側面。
        該方法優點是:展成行程長度比15°/20°磨削法短,可以提高生產率;可用專用機構對被磨齒輪齒形或齒向進行修正;磨削少齒數齒輪時不產生齒頂磨削干涉。但是砂輪和齒面是點接觸,在齒面上不會形成網狀磨紋。見“蝶形砂輪磨齒法”。

        15°/20°磨齒法
        是以齒輪工件的分度圓為展成圓而砂輪只傾斜一個齒形角(15°或20°)的磨齒法(圖11-20a)。用砂輪兩外側面同時磨削一個齒槽的兩內側面。
        該方法的優點是:工件齒面上可以形成理想要求的網狀磨紋;可以較簡單地使齒形角和節圓達到高精度,必要時使兩個砂輪分別傾斜不同的角度,也可以改變左右兩齒面的齒形角。但是這種磨齒法不適合用來對齒輪齒形或齒向的修正。見“蝶形砂輪磨齒法”。

        蝸桿砂輪磨齒法
         齒輪工藝 - 齒輪知識:正基元是將砂輪作成蝸桿形狀,其螺牙在法向剖面上的齒形和被磨齒輪基準齒形相同。其磨齒原理和滾齒相似,蝸桿砂輪就相當于滾刀,如圖11-21所示。磨齒時,蝸桿砂輪繞本身軸線以轉速n0旋轉;齒輪工件也繞本身軸線以轉速n旋轉,兩種轉速之間應符合一定的傳動比。砂輪(或齒輪工件)還要沿輪齒方向作Sb的走刀運動。
        該磨齒法加工精度可達4~5級;生產效率也遠遠高于其它磨齒法,是目前比較理想的一種磨齒方法,廣泛用于中、小模數的高精度齒輪及插齒刀、剃齒刀的中、大批生產中?杉庸X輪的最大模數為7mm,最大外徑為700mm,砂輪最大外徑為400mm。
        這種磨齒法的最大缺點是砂輪修整困難。目前采用淬硬的鋼制滾輪修整砂輪,近年來正在試驗采用電鍍金鋼石砂輪修整砂輪。Y7215磨齒機采用修整器修整砂輪,而Y7232磨齒機修整砂輪則是在另一臺副機上完成的。

        滾光加工
        滾光加工是將精切齒之后的軟齒面齒輪,與硬齒面的標準齒輪在一定的壓力下,相互嚙合進行滾軋,使軟齒輪齒面得到光整。
        滾光加工可以在特殊的齒滾光機上進行,也可以在普通銑床上用特殊附件進行。滾光所用的硬齒面標準齒輪的模數和壓力角應與被加工齒輪相同。為使齒的兩側面得到均勻加工,被加工齒輪和標準齒輪應選取相同的轉數。

        輪齒拋光法
        在齒輪拋光機或萬能銑床上進行。采用本質或軟鋁合金制成的蝸桿狀拋光輪,與被拋光的齒輪作自由嚙合運動,并在齒面上注入氧化鋁或青玉粉拋光膏,借助于拋光膏的作用,金屬表面不斷地氧化、硫化,通過機械作用,除去這些氧化物與硫化物,獲得平整和光潔的齒面。
        拋光法具有加工簡單和生產率高的優點。齒面粗糙度可達Ra0.2~Ra0.4。

        電磨齒輪
        電磨齒輪是采用漸開線蝸桿砂輪作刀具,它帶動工件旋轉進行連續的磨削動作。將蝸桿砂輪與電源陰級相接,齒輪工件與電源陽極相接,并在刀具與工件之間用水玻璃液作介質,工件作徑向進給。
        電磨齒輪的原理是(圖11-22):工件1通過心軸支撐在支架2上,支架可繞A點回轉,靠彈簧S的壓力使工件緊壓在刀具上,使其處于緊密嚙合進行連續磨制,支架2中部銷釘3,是在徑向進給終止時,銷釘與角鐵相碰,即完成齒側面的磨制。
        這種加工方法可對淬火后的齒輪進行加工,精度可達7~8級。

         

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