《机械制造工程基础》第3.4章螺纹和齿轮加工.ppt

4.1 螺纹的加工螺纹的加工 螺纹按牙型的不同可分为：三角螺纹，梯形螺纹，方牙螺纹和螺纹按牙型的不同可分为：三角螺纹，梯形螺纹，方牙螺纹和模数螺纹等。常用的模数螺纹等。常用的螺纹加工方法螺纹加工方法有：车削、攻丝、套扣、铣削、有：车削、攻丝、套扣、铣削、滚丝、搓丝和磨削。滚丝、搓丝和磨削。一、螺纹车削一、螺纹车削 螺纹车削是螺纹最常用的加工方法。各种牙型的螺纹均可车削。螺纹车削是螺纹最常用的加工方法。各种牙型的螺纹均可车削。达到的尺寸精度达到的尺寸精度94级，级，Ra4.20.8m。第第4章章 螺纹和齿轮加工螺纹和齿轮加工1)螺纹车削的原理螺纹车削的原理图图4-1螺纹车削的原理图螺纹车削的原理图 2)车削螺纹的基本要求车削螺纹的基本要求(1)为获得正确牙型，需正确刃磨和安装车刀，为获得正确牙型，需正确刃磨和安装车刀，螺纹车刀两侧刃夹角必须等于牙型角；车刀前角螺纹车刀两侧刃夹角必须等于牙型角；车刀前角必须等于零。必须等于零。(2)为获得准确的螺距，必须保证工件每转一转，车刀为获得准确的螺距，必须保证工件每转一转，车刀准确地移动一个螺距。准确地移动一个螺距。(3)为获得合格的螺纹中径必须准确控制多次走刀进行为获得合格的螺纹中径必须准确控制多次走刀进行检查控制。检查控制。二、二、攻丝和套扣攻丝和套扣 攻内套外攻内套外攻丝就是用丝锥加工内螺纹；套扣就是用板牙加工外螺纹。攻丝就是用丝锥加工内螺纹；套扣就是用板牙加工外螺纹。攻丝与套扣以攻丝应用最广，轴，盘，套，支架箱体零件攻丝与套扣以攻丝应用最广，轴，盘，套，支架箱体零件上小的螺孔常采用丝锥加工螺纹，单件小批生产采用手工攻丝；上小的螺孔常采用丝锥加工螺纹，单件小批生产采用手工攻丝；大批大量生产则采用在机床上攻丝。大批大量生产则采用在机床上攻丝。图图4-2 攻丝和套丝的原理图攻丝和套丝的原理图三、三、铣削螺纹铣削螺纹 大直径的梯形螺纹和模数螺纹，一般采用铣削加工，大直径的梯形螺纹和模数螺纹，一般采用铣削加工，与车削相比，生产率高，但表面粗糙度不如车削与车削相比，生产率高，但表面粗糙度不如车削。1）用圆盘铣刀铣螺纹用圆盘铣刀铣螺纹图图4-3 盘铣刀铣螺纹的原理图盘铣刀铣螺纹的原理图 加工精度低，通常用于梯形和方牙传动螺纹的加工。加工精度低，通常用于梯形和方牙传动螺纹的加工。2)旋风螺纹旋风螺纹 在普通车床的大托板上安装一个旋风法铣削头，可高速在普通车床的大托板上安装一个旋风法铣削头，可高速铣削螺纹。铣削螺纹。图图4-4 旋风铣螺纹的原理图旋风铣螺纹的原理图 工件作缓慢转动工件作缓慢转动(425r/min)，带有，带有14个刀头的高速回转个刀头的高速回转旋风刀盘旋风刀盘(10001600r/min)安装在车床的横溜板上，安装在车床的横溜板上，工件回工件回转一周，刀盘纵向移动一个导程。转一周，刀盘纵向移动一个导程。该方法适合于较大牙距的螺纹。该方法适合于较大牙距的螺纹。间歇铣，深度刀具各负，间歇铣，深度刀具各负，无需切削热无需切削热四、螺纹磨削四、螺纹磨削 螺纹磨削螺纹磨削是一种高精度的螺纹加工方法，需在专是一种高精度的螺纹加工方法，需在专用螺纹磨床上进行，主要用于制造淬火后用螺纹磨床上进行，主要用于制造淬火后 具有高硬具有高硬度和高精度的螺纹。度和高精度的螺纹。a)单片砂轮磨螺纹单片砂轮磨螺纹b)多片砂轮磨螺纹多片砂轮磨螺纹图图4-5 螺纹磨削的原理图螺纹磨削的原理图磨削后螺纹精度可达磨削后螺纹精度可达4级，表面粗糙度为级，表面粗糙度为Ra 0.40.1 m。五、五、螺纹加工方法选择螺纹加工方法选择1）车削螺纹：）车削螺纹：86级，级，Ra4.20.8m 适用于单件小批量生产中适用于单件小批量生产中 ，加工轴，盘，套类零件与轴线，加工轴，盘，套类零件与轴线同心的内外螺纹及传动丝杠和蜗杆等。同心的内外螺纹及传动丝杠和蜗杆等。2）攻丝套扣）攻丝套扣 86级，级，Ra6.31.6 m 攻丝适用于各种批量生产中，加工各类零件上的螺孔，攻丝适用于各种批量生产中，加工各类零件上的螺孔，M16以下常用以下常用手动，手动，M16以上采用机床攻丝；以上采用机床攻丝；套扣：常用板牙手工加工套扣：常用板牙手工加工M16以下的外螺纹。以下的外螺纹。3）铣削螺纹）铣削螺纹 96级，级，Ra6.34.2 m.适用于在大批大量生产中，传动丝杠，蜗杆的粗，半精加工，也可加工适用于在大批大量生产中，传动丝杠，蜗杆的粗，半精加工，也可加工普通螺纹。普通螺纹。4）磨削螺纹）磨削螺纹4级级 Ra 0.40.1 m4.2 齿形加工齿形加工 齿轮是用来传递运动和动力的重要部件，常用的齿轮有齿轮是用来传递运动和动力的重要部件，常用的齿轮有圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮等。常用的齿轮加工有滚齿、圆柱齿轮、圆锥齿轮和蜗轮等。常用的齿轮加工有滚齿、插齿、铣齿和磨齿等。插齿、铣齿和磨齿等。零件表面形成方法零件表面形成方法 轨迹法轨迹法轨迹法轨迹法 成形法成形法成形法成形法 相切法相切法相切法相切法 展成法展成法展成法展成法a）轨迹法 b）成形法c）相切法 d）展成法图1-2 零件表面成形方法一、一、铣齿铣齿 在在普通铣床上加工齿形普通铣床上加工齿形，属于成形法，加工精度可达，属于成形法，加工精度可达9级，级，表面粗糙度表面粗糙度Ra6.34.2m。1）铣齿铣齿的原理的原理图图4-7 齿轮铣削的原理图齿轮铣削的原理图成形铣刀成形铣刀铣齿铣齿2）铣齿铣齿要求要求(1)铣齿铣齿刀的模数，刀的模数，压压力角必需与被加工力角必需与被加工齿轮齿轮的模数，的模数，压压力角力角一致。一致。(2)模数模数m8，用指状，用指状铣铣刀加工。刀加工。2)铣齿的工艺特点铣齿的工艺特点(1)加工成本低。加工成本低。采用普通铣床，铣刀和其它盘铣刀结构类似，机床及采用普通铣床，铣刀和其它盘铣刀结构类似，机床及刀具成本低，因此，加工成本低；刀具成本低，因此，加工成本低；(2)加工精度低。加工精度低。使用普通分度头，分度精度低，同一分组内只有齿数使用普通分度头，分度精度低，同一分组内只有齿数最少的获得准确齿形，其它只能获得近似的齿形，因此，铣齿的加最少的获得准确齿形，其它只能获得近似的齿形，因此，铣齿的加工精度低；工精度低；(3)生产效率低。生产效率低。铣床铣齿每铣一个齿槽都需重复进刀、铣削、退刀、铣床铣齿每铣一个齿槽都需重复进刀、铣削、退刀、分度过程，不能连续铣削，因此，生产效率低。分度过程，不能连续铣削，因此，生产效率低。二、插齿二、插齿 插齿在插齿机上进行，插齿在插齿机上进行，插齿属于展成法插齿属于展成法，加工精度，加工精度为为87级，级，Ra1.6m。1)插齿原理插齿原理图图4-9 插齿的原理图插齿的原理图2）插齿运动(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，向下为切削行程，向上运动，向下为切削行程，向上为空回程。为空回程。(3)圆周进给运动。圆周进给运动。为分齿运动过程中，插齿刀每上下往复一为分齿运动过程中，插齿刀每上下往复一次，其分度圆周转过的弧长。次，其分度圆周转过的弧长。图图4-10 插齿的原理图插齿的原理图(2)分齿运动。分齿运动。插齿刀与被加工齿轮被强制的插齿刀与被加工齿轮被强制的按照传动速比保持啮合关系的运动：按照传动速比保持啮合关系的运动：(4)径向进给运动。径向进给运动。指插削开始阶段，插齿刀每上下往复一次，指插削开始阶段，插齿刀每上下往复一次，径向移动的距离，以逐渐插至全齿深。径向移动的距离，以逐渐插至全齿深。图图4-10 插齿的原理图插齿的原理图(5)让刀运动。让刀运动。为避免插齿刀为避免插齿刀回程时，擦伤已加工表面，回程时，擦伤已加工表面，应使工作台沿径向让开一应使工作台沿径向让开一段距离，当插削行程开始段距离，当插削行程开始时，工作台再恢复原位时，工作台再恢复原位.这这种工作台短距离的往复移种工作台短距离的往复移动称为让刀运动。动称为让刀运动。三、滚齿三、滚齿 滚齿在滚齿机上进行，滚齿在滚齿机上进行，滚齿属于展成法滚齿属于展成法，加工精度为：，加工精度为：87级表面粗糙级表面粗糙Ra4.21.6m。1)滚齿原理滚齿原理图图4-11 滚齿的原理图滚齿的原理图(1)主运动。主运动。滚刀的高速回转运动。滚刀的高速回转运动。(2)分齿运动。分齿运动。滚刀与被加工齿坯滚刀与被加工齿坯被强制的按照传动速比保持啮被强制的按照传动速比保持啮合关系的运动。合关系的运动。(3)垂直进给运动。垂直进给运动。工作台每转一工作台每转一周，滚刀沿被切齿轮轴向的向周，滚刀沿被切齿轮轴向的向下移动。下移动。2）滚齿运动）滚齿运动图图4-11 滚齿的原理图滚齿的原理图(4)径向进给运动。径向进给运动。手摇工作台控制，模数小的齿轮可一次滚手摇工作台控制，模数小的齿轮可一次滚至全齿深，模数大的齿轮可两到三次滚至全齿深。至全齿深，模数大的齿轮可两到三次滚至全齿深。5)滚齿与插齿的比较滚齿与插齿的比较(1)加工精度。加工精度。滚齿与插齿的加工精度大致相当，滚齿与插齿的加工精度大致相当，但插齿的分齿精度略低于滚齿，而滚齿的齿形精度略低于插但插齿的分齿精度略低于滚齿，而滚齿的齿形精度略低于插齿。齿。(2)齿面粗糙度。齿面粗糙度。插齿的齿面粗糙度略低于滚齿，因插齿刀沿轮插齿的齿面粗糙度略低于滚齿，因插齿刀沿轮齿全长连续切削，且可调整圆周进给量使形成齿形包络线的齿全长连续切削，且可调整圆周进给量使形成齿形包络线的数目较多，故可降低齿面粗糙度。数目较多，故可降低齿面粗糙度。(3)滚齿的生产率一般高于插齿。滚齿的生产率一般高于插齿。滚齿为连续切削，而插齿则有滚齿为连续切削，而插齿则有空回程，往复运动的速度提高受到限制。空回程，往复运动的速度提高受到限制。磨齿法磨齿法剃齿法剃齿法