各種齒輪加工的種類

簡史 
　　圓柱齒輪的切削加工 
　　　成形法切齒 
　　　　銑齒 
　　　　拉齒 
　　　　磨齒 
　　　展成法切齒 
　　　　插齒 
　　　　滾齒 
　　　　剃齒 
　　　　珩齒 
　　　　磨齒 
　　錐齒輪的切削加工 
　　　直齒錐齒輪的切齒 
　　　　銑齒 
　　　　刨齒 
　　　　雙刀盤銑齒 
　　　　拉銑齒 
　　　曲線齒錐齒輪的切齒 
　　　　弧齒錐齒輪的銑齒 
　　　　延長外擺線齒錐齒輪的銑齒 
　　　錐齒輪的研齒和磨齒 
　　　　研齒 
　　　　磨齒 
　　齒輪的無屑加工 
　　　冷軋齒輪 
　　　冷鍛齒輪 
　　　沖裁齒輪 
　　　熱軋齒輪 
　　　精密模鍛齒輪 
　　　粉末冶金齒輪 
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　　各種圓柱齒輪和錐齒輪的齒形部分可用切削加工或精密鑄造、精密鍛造、擠壓、粉末冶金等無切屑加工方法製造。 齒輪的切削加工按齒形部分的成形方式，有成形法、仿形法和展成法等。 
延長外擺線齒錐齒輪的銑齒 　有厄利康銑齒法和克林根銑齒法兩種。 
　　厄利康銑齒法(圖15)是用厄利康銑刀盤按展成法連續分齒銑出齒面。 銑刀盤的端面有按螺旋線排列的若干組刀齒。 銑刀盤旋轉時每組刀齒形成假想冠輪的一個齒，銑刀盤的旋轉與工件保持一定的速比關係。 當第一組刀齒切過一個齒槽後，第二組刀齒即切下一個齒槽，這樣連續循環，即可切出全部齒槽。 由機床搖台的迴轉和工件的附加旋轉結合而成的展成運動，使工件獲得所需齒形。 銑齒時，粗、精切一次完成，銑出的齒是等高齒。

 

　　克林根銑齒法的工作原理與厄利康銑齒法基本相同，主要區別在於所用的端面銑刀盤是由兩個刀體（一個裝內刀齒、一個裝外刀齒）疊合而成的組合刀盤（圖16）。 刀盤上每一個內刀齒和外刀齒前面都並列著一個粗切刀齒。 
　　錐齒輪的研齒和磨齒 　對淬火後的錐齒輪，為了提高齒面質量和齒形精度，需要進行研齒或磨齒。 
　　研齒 　一對相配合的錐齒輪副（直齒或曲線齒）的齒面間加入研磨劑在研磨機上對研，主要用來減小齒面粗糙度以降低嚙合運轉噪聲。 研齒時需要一些附加運動使兩齒輪之間的相互位移不斷變動，才能研到全部齒面，提高接觸質量。 淬火後的錐齒輪經研齒後，齒面粗糙度可減小到R _a1.25～0.63微米，齒輪運轉噪聲可顯著降低。 研齒的生產率高，研磨一對齒輪副只需要幾分鐘。 但對齒形誤差的糾正作用不大。 
　　磨齒 　主要用來消除錐齒輪淬火後的熱處理變形，提高齒輪精度和接觸質量。 直齒錐齒輪的磨齒工作原理與雙刀盤銑齒相同，區別在於用兩片碟形砂輪代替兩把銑刀盤，而且是在相鄰兩齒槽中分別磨削一個齒側面。 弧齒錐齒輪的磨齒工作原理與格利森切齒法相同，但須將端面銑刀盤換成杯形或碗形砂輪進行磨削。 淬火錐齒輪經磨削後,精度可達5級，齒面粗糙度可小至R_α0.63～0.32微米。 磨齒的生產率低，一般需數分鐘才能磨削一齒。 對於延長外擺線齒的錐齒輪,由於受刀盤與工件之間旋轉速比的限制，不能進行磨齒。 
　　

齒輪的無屑加工

　　利用金屬的塑性變形或粉末燒結使齒輪的齒形部分最終成形或提高齒面質量的無屑加工(見少無切削加工)方法，分為工件在常溫下進行加工的冷態成形和把工件加熱到1000℃左右進行加工的熱態成形兩類。 前者包括冷軋、冷鍛、沖裁等；後者包括熱軋、精密模鍛、粉末冶金等。 無屑加工齒輪可使材料利用率從切削加工的40～50％提高到80～95％以上，生產率也可成倍增長，但因受模具強度的限制，一般只能加工模數較小的齒輪或其他帶齒零件，同時對精度要求較高的齒輪，在用無屑加工成形後仍需要利用切削加工最後精整齒形。 無屑加工齒輪需要採用專用的工藝裝備，初始投資較大，只有在生產批量較大時(一般達萬件以上)才能顯著降低生產成本。 
　　冷軋齒輪將齒輪形的軋輪向輪坯徑向進給，並按一定速比相互滾動，使輪坯外周產生塑性變形軋出齒形。 冷軋可加工圓柱齒輪（直齒或斜齒）、非圓齒輪或帶細齒的零件,精度可達8～9級,齒面粗糙度可小至R_α0.63～0.16微米。 對模數小於2.5毫米的齒輪,可從輪壞直接軋出齒形。 模數大於2.5毫米時,通常先採用切削加工粗切，或鑄、鍛出齒形，再用冷軋對齒面作精整加工。 冷軋一個齒輪的時間只需數十秒（見成形軋製）。 
　　冷鍛齒輪按輪坯塑性變形和成形力的方式不同有冷擠（見擠壓）和冷鐓兩種。 冷鐓是從冷擠發展而來的。 
　　冷擠是利用凸模和凹模的相對移動產生擠壓力，使坯料在模具的約束下塑性流動而得到齒形，常用於加工模數小於3毫米的直齒圓柱齒輪、內齒輪、花鍵軸或花鍵孔等。 冷鐓是利用上模的錘擊力使坯料在模具中受壓縮而橫向流動形成齒形，常用於加工錐齒輪。 通常需先把坯料頭部鐓粗，然後再鐓鍛齒形。 冷鐓後的齒輪帶有飛邊，需用切削加工切去。 
　　冷鍛成形的齒輪尺寸誤差可控制在0.05毫米以下，齒面粗糙度可小至R_α3.5～0.3微米。 對精度要求較高的齒輪，可在冷鍛成形後再加一道研磨工序精整齒形。 
　　沖裁齒輪利用齒輪形的沖壓模（凸模和凹模）從板料沖切出齒輪(見沖裁),適於加工模數小於6毫米、厚度小於10毫米的片齒輪、齒條、棘輪、鐘錶齒輪和儀表齒輪等。 沖裁齒輪的精度可達8級,斷面粗糙度可小至R_α0.32～0.16微米。 若沖裁時在工件周圍採用壓料板，並在工件下面設頂料器，使工件在完全壓緊的狀態下沖切，可防止沖裁齒輪翹曲變形並提高齒輪質量。 
　　熱軋齒輪 　工作原理與冷軋相同，但熱軋是在工件加熱到1000℃以上的熱塑狀態下進行的。 熱軋齒輪包括預熱、軋製和整形等工序,單件生產時間平均不到1分鐘，精度可達8～9級，一般不再精加工就可直接採用。 對齒輪精度要求較高時，可在熱軋時預留0.2毫米加工餘量，然後用剃齒機或蜗杆砂輪磨齒機精切齒形。 
　　精密模鍛齒輪把輪坯在保護氣氛爐中加熱到1000～1150℃，取出放到鍛錘的下模中，用上模錘擊數次鍛出齒形；也可先粗鍛成形，然後精鍛齒形(見模鍛)。 精密模鍛適於加工模數小於4毫米的錐齒輪（直齒或曲線齒）。 為了減少鍛造過程中高溫加熱的輪坯接觸空氣而產生氧化皮的機會並提高齒輪精度，自70年代以來，較多采用高速錘進行高速鍛造，可使輪坯在熱塑性較好的狀態下一次錘擊成形。 精密模鍛後的齒輪需先去除飛邊，然後以鍛出的齒槽作定位基準鑽、鉸或鏜削軸孔，再以軸孔為基準精加工齒輪外徑和其他部位。 對於精度要求較高的齒輪，可在模鍛時預留0.5毫米加工餘量,以便最後用機床精切齒形。 
　　粉末冶金齒輪將金屬粉末原料（一般鐵粉佔93～98％,銅粉佔1.5～4％,石墨佔0～0.3％）在模具中壓製成形，然後將輪坯在保護氣氛爐中以1100～ 1150℃的溫度保溫1.5～2.0小時進行燒結。  發表於 2010/11/21 09:06 AM
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