螺纹与齿轮齿形加工

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1、第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 主要内容第一节 螺纹加工第二节 齿轮齿形加工第三节 圆柱齿轮精整加工第四节 齿形加工方案的选择第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 一、螺纹的种类与技术要求1. 螺纹的种类（1）连接螺纹(也叫紧固螺纹）（2）传动螺纹普通螺纹管螺纹用途：用于零件间的紧固连接。牙型：三角形分类:用途：用于传递动力、运动或位移。牙型：梯形、锯齿形和矩形按用途第一节 螺纹加工第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 按制式米制英制模数制分为粗牙和细牙按旋向左旋右旋按线数单线双线多线在蜗杆传动中应用第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形

2、加工 第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图41 螺纹要素 2. 螺纹要素第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 顶径外螺纹的大径d内螺纹的小径D1底径内螺纹的大径D外螺纹的小径d1中径：D2或d2螺距：P；导程：ph第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 返回目录返回目录图41 螺纹要素 2. 螺纹要素第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 牙型角牙型角导程角导程角螺旋角螺旋角第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 3. 螺纹的技术要求对连接螺纹和无传动精度要求的传动螺纹，只要

3、求中径和顶径的精度。对普通螺纹主要要求是可旋入性和连接的可靠性，便于拆装。对管螺纹的主要要求是密封性和连接的可靠性，以保证水、油或气体不外泄。对有传动精度要求或用于读数的螺纹，除要求中径和顶径的精度外，还要求螺距和牙侧角的精度，以保证传动比的准确性。为保证传动和读数精度及耐磨性，对螺纹表面的粗糙度和硬度，也有较高的要求。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 4. 普通螺纹公差GB/T 197-2003标准规定了螺纹中经和顶径的公差，底径没给公差，要求由加工的刀具控制。螺纹公差精度由公差带及旋合长度构成。螺纹公差带由公差（公差带大小）和基本偏差（公差带位置）组成，在垂直于螺纹轴线方

4、向上计算其大、中、小径的极限偏差和公差。5. 螺纹公差与配合的选用6. 螺纹标注示例M16Ph3P1.5(two starts)-7g6g-S-LHH/g H/h G/h ,工作温度低于450C时可选H/g,工作温度高于450C时可选H/e.第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图42 螺纹车刀的安装 二、 螺纹的加工方法1. 车螺纹（1）螺纹车刀常用的螺纹加工方法有：车削、攻丝、套扣、铣削、滚丝、搓丝和磨削。螺纹车刀切削部分的形状应与螺纹轴向截面的牙槽形状一致，刀尖角应等于牙型角第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图43 车削三角螺纹进刀方法 （2）车削三角螺纹

5、三角螺纹车削方法有以下三种： 低速车削 一般都采用高速钢螺纹车刀，车削时主要有两种进刀方法。 a) 直进法 b) 斜进法 螺纹车削的原理图螺纹车削的原理图第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图44 螺纹梳刀 高速车削 用螺纹梳刀车削高速车削的切削速度比低速车削高1520倍，走刀次数减少2/3以上，故生产效率高。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图45 铣螺纹2. 铣螺纹有三种方法（1）盘形螺纹铣刀铣削（2）梳形螺纹铣刀铣削（3）旋风铣削第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 返回目录返回目录图46 旋风铣削螺纹 3 3) ) 旋风螺纹旋风螺纹 在普

6、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。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 工件作缓慢转动工件作缓慢转动(425r/min)，带有，带有14个刀头的个刀头的高速回转旋风刀盘高速回转旋风刀盘(10001600r/min)安装在车床的横安装在车床的横溜板上，工件回转一周，刀盘纵向移动一个导程。溜板上，工件回转一周，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。图46 旋风铣削螺纹 第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图47 磨削外螺纹3 3、磨螺纹、磨螺纹 螺纹

7、磨削是一种高精度的螺纹加工方法，需在专用螺纹磨床螺纹磨削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上进行，主要用于制造淬火后 具有高硬度和高精度的螺纹。具有高硬度和高精度的螺纹。磨削后螺纹磨削后螺纹精度可达精度可达4级，表面粗级，表面粗糙度为糙度为Ra 0.40.1 m。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 4 4、攻螺纹和套螺纹、攻螺纹和套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。攻丝就是用丝锥加工内螺纹；套扣就是用板牙加工外螺纹。 图图3-2 攻丝和套丝的原理图攻丝和套丝的原理图 攻丝与套扣以攻丝应用最广，轴，盘，套，支架箱体零件上小

8、的螺孔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；大批大量生产则采用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。在机床上攻丝。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图48 滚轧螺纹5、 滚轧螺纹（1）搓螺纹（搓丝）（2）滚螺纹（滚丝）第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 三、螺纹加工方法的选择因素：工件结构形状 螺纹牙型 螺纹尺寸和精度 工件材料 热处理要求及生产类型等选择时可参考P132表4-1第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图49 齿轮和齿轮副的种

9、类 第二节 齿轮齿形加工 一、齿轮的基本知识第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图410 渐开线的形成 2. 渐开线齿轮曲线有渐开线、摆线和圆弧三种。渐开线齿形的齿轮具有加工、安装较简便，传动平稳等优点，所以应用较多。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图411 直齿圆柱齿轮的几何尺寸 3. 分度圆与模数 概念：概念： 在单个标准齿轮的齿顶圆和齿根圆之间理论齿厚s与齿槽宽e相等的圆称为分度圆，其直径为d，分度圆是测量和计算齿轮尺寸的基准。分度圆齿距 p = s + e或d=mzd=mz第四章第四章 螺纹与齿轮齿

10、形加工螺纹与齿轮齿形加工 图412 渐开线的压力角 4. 压力角 第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 5. 圆柱齿轮精度（1）齿轮传动的精度要求 传递运动的准确性 传动的平稳性 载荷分布的均匀性 传动侧隙（2）齿轮的精度等级（13个精度等级）（3）齿轮精度等级和齿厚偏差在图样上标注第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 二、圆柱齿轮齿形加工 无屑加工: 热轧、冷轧、冷锻、精锻、 冲压、精密铸造和粉末压制等。有屑加工：成形法和展成法1. 铣齿概念：铣齿属于成形法加工。成形法是指用与被加工 齿轮齿槽法向截面形状相符的成形刀具加工齿 形的方法。方法：铣齿和拉齿第四章第四章

11、 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图413 成形法铣削直齿圆柱齿轮 运动主运动：模数铣刀做旋转运动进给运动：心轴带动齿坯纵向运动第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 齿轮铣削的原理图第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 铣直齿圆柱齿轮(分度头)第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 2 2）铣齿铣齿要求要求要求要求(1) (1) 铣齿铣齿刀的模数，刀的模数，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，的模数，的模数，压压力角一致。力角一致。力角一致。力角一致。(2) (2) 模数模

12、数模数模数m8m8m8，用指状，用指状，用指状，用指状铣铣刀加工。刀加工。刀加工。刀加工。2) 2) 铣齿的工艺特点铣齿的工艺特点铣齿的工艺特点铣齿的工艺特点(1) (1) 加工成本低。加工成本低。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采用普通铣床，铣刀和其它盘铣刀结采用普通铣床，铣刀和其它盘铣刀结采用普通铣床，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；构类似，机床及刀具成本低，因此，加工成本低；构类似，机床及刀具成本低，因此，加工成本低；构类似，机床及刀具成本低，因此，加工成本低；(2) (2) 加工精度低。加工精度低。加工精度低。加工精度低。使用普通分

13、度头，分度精度低，同一使用普通分度头，分度精度低，同一使用普通分度头，分度精度低，同一使用普通分度头，分度精度低，同一分组内只有齿数最少的获得准确齿形，其它只能获得分组内只有齿数最少的获得准确齿形，其它只能获得分组内只有齿数最少的获得准确齿形，其它只能获得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，铣齿的加工精度低；近似的齿形，因此，铣齿的加工精度低；近似的齿形，因此，铣齿的加工精度低；近似的齿形，因此，铣齿的加工精度低；(3) (3) 生产效率低。生产效率低。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、铣床铣齿每铣一个齿槽都需重复进刀、铣床铣齿每铣一个齿槽都

14、需重复进刀、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，生产铣削、退刀、分度过程，不能连续铣削，因此，生产铣削、退刀、分度过程，不能连续铣削，因此，生产铣削、退刀、分度过程，不能连续铣削，因此，生产效率低。效率低。效率低。效率低。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图414 插齿机 2. 插齿 插齿属于展成法加工。概念：概念：展成法是指利用齿轮刀具与被切齿轮的啮合运动（或称展成运动），在专用齿轮加工机床上切出齿形的加工方法。（1）插齿的原理插齿是指用插齿刀在插齿机上加工齿轮轮齿的一种方法。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 插齿原

15、理第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图415 插齿原理及插齿运动 （ 2 ）插齿运动第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 （2）插齿运动 主运动：插齿刀上下往复的直线运动，单位时间内往复行程 次数表示，单位：dstr/min或dstr/s. 分齿运动：即插齿刀与齿坯间强制保持一对齿轮啮合速比关 系的运动，也称展成运动。 圆周进给运动：是指插齿刀每上下往复一次其分度圆圆周所 转过的弧长（mm/dstr） 径向进给运动：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。 让刀运动：为避免插齿刀回程时，擦伤已加工表面，应使工作台沿径向让开一段距

16、离，当插削行程开始时，工作台再恢复原位.这种工作台短距离的往复移动称为让刀运动。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 （3）齿坯的装夹 内孔和端面定位 外圆和端面定位（4）插齿工艺特点和应用 插齿切出的齿形不像成形法铣床存在理论误差。 插齿刀沿轮齿全长连续切削，包络齿形的切线数量较多， 因而齿面Ra值小，为1.6 一把插齿刀可加工模数和压力角与其相同而齿数不同的圆柱齿轮。 插齿刀作直线往复运动，速度提高受到冲击和惯性力的限制，且有空回程，所以一般情况下生产率低于滚齿，但高于成形法铣齿。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图416 滚齿机 3. 滚齿概念：概念：滚齿

17、是指用滚刀在滚齿机上加工齿轮轮齿的一种方法，它属于展成法加工。加工精度为：87级表面粗糙Ra3.21.6m。三、滚齿三、滚齿 滚齿在滚齿机上进行，滚齿属于展成法，滚齿在滚齿机上进行，滚齿属于展成法，1) 滚齿原理滚齿原理滚齿的原理图滚齿的原理图第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图417 滚齿原理与滚刀 （1）滚齿原理和滚刀滚齿相对于一对交错轴无啮合间隙的斜齿轮相啮合滚动的过程。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图图3-11 滚齿的原理图滚齿的原理图(2) 滚齿运动：装在刀杆上的滚刀与装在工作台上 的齿坯之间有以下运动： 主运动。主运动。滚刀的高速回转运动。滚

18、刀的高速回转运动。 分齿运动。分齿运动。滚刀与被加工齿坯被强制的滚刀与被加工齿坯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。 垂直进给运动。垂直进给运动。工作台每转一周，滚刀工作台每转一周，滚刀沿被切齿轮轴向的向下移动。沿被切齿轮轴向的向下移动。 滚齿的径向切深是由工作台控制的。模数较小齿轮，一般一次切至全齿深；模数较大齿轮，可分23次滚切。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 （3）滚齿工艺特点和应用 滚齿机分齿传动链比插齿机简单，传动误 差小，故分齿精度比插齿高。 滚齿时，因形成齿形包络线的切线数目受容屑槽数限制。一般比插齿少，而且轮齿齿宽是由滚刀

19、齿多次断续切削而成。所以，滚齿齿面Ra比插齿大，一般为3.21.6 一把滚刀可加工模数和压力角与其相同而齿数不同的圆柱齿轮。 滚齿为连续切削，无空行程，且滚刀为旋转运动。滚齿生产率一般比插齿高。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 练习：P1468. 下列零件上的螺纹应采用哪种方法加工，为什么？ 20000个标准六角螺母，M10-7H; 100 000个十字槽沉头螺钉M81-8g，材料为Q125-A； 30件传动轴轴端的紧固螺纹M202； 500根车床丝杠螺纹的粗加工，螺纹为Tr40Ph14P7-LH; 10 000个圆柱头内六角螺钉M201.5，材料为Q215-A；第四章第四章

20、 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图418 剃齿刀与剃齿运动 第三节 圆柱齿轮精整加工 一、一、 剃齿剃齿概念：剃齿是在剃齿机上用剃齿刀对齿轮轮齿进行精加工的方法。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图419 无纵向进给时剃出的齿面 因剃齿刀与齿轮工件构成交错轴啮合，两者齿面间是点接触，旋转时只能剃出很窄一条齿面。为剃出全部齿面。工作台带动齿轮工件作纵向往复直线进给运动。剃齿刀径向进给0.010.03mm/dstr第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图420 珩磨轮 二、珩齿 概念：珩齿是在珩磨机上用珩磨轮对齿轮进行精加工的一种方法，其原理和运动与剃齿相同

21、。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图421 成形法磨齿 三、磨齿概念：磨齿是在磨齿机上使用砂轮对齿轮进行精加工的一种常用方法。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图422 锥面砂轮磨齿 1. 锥面砂轮磨齿把砂轮修整成锥面，以构成假想齿条的齿面。磨齿时砂轮作高速旋转的主运动，同时沿齿轮（工件）轴向作往复直线运动，以磨出全齿宽。第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图423 双砂轮磨齿 2. 双砂轮磨齿第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 图424 研齿 四、研齿 第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 第四节 齿形加工方案的选择 齿轮加工方案的决定因素： 齿轮的精度等级 结构特点 生产批量 切齿后的热处理方法选用原则：（1）9级精度以下的齿轮 采用铣齿齿端加工热处理修正内孔 （2）87级精度的齿轮 采用滚（插）齿齿端加工热处理修正基准珩齿（研齿）（3）7级或6级精度的齿轮 采用滚（插）齿齿端加工剃齿淬火 修正基准珩齿（或磨齿） （4）63级精度的齿轮 采用滚（插）齿齿端加工淬火 修正 基准磨齿第四章第四章 螺纹与齿轮齿形加工螺纹与齿轮齿形加工 课堂练习：P147 31题方案：锻造毛坯毛坯退火粗车毛坯 调质处理半精车毛坯拉 花键孔精车齿坯插齿齿 端加工（倒角）热处理（高频表 面淬火）修正基准珩齿 钳工修毛刺