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圆柱齿轮加工工艺进程常因齿轮的结构形状、精度等级、出产批量及出产条件不同而选用不同的工艺计划。下面列出两个精度要求不同的齿轮典型工艺进程供剖析比较。

一、普通精度齿轮加工工艺剖析

（一）工艺进程剖析

图9－17所示为一双联齿轮，资料为40Cr，精度为7－6－6级，其加工工艺进程见表9－6。

从表中可见，齿轮加工工艺进程大致要通过如下几个阶段：毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准批改及齿形精加工等。

粗车外圆及端面，留余量1.5～2mm，钻镗花键底孔至尺度φ30H12

拉花键孔

钳工去毛刺

上芯轴，精车外圆，端面及槽至要求

查验

滚齿（z＝42），留剃余量0.07～0.10 mm

插齿（z＝28），留剃余量0.0,4～0.06 mm

倒角（Ⅰ、Ⅱ齿12°牙角）

剃齿（z＝42），公法线长度至尺度上限

剃齿（z＝28），选用螺旋视点为5°的剃齿刀，剃齿后公法线长度至尺度上限

齿部高频淬火：G52

推孔

珩齿

总检入库

外圆及端面

φ30H12孔及A面

花键孔及A面

花键孔及B面

花键孔及端面

加工的地一阶段是齿坯***初进入机械加工的阶段。因为齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距散布均匀性，而这与切齿时选用的***基准（孔和端面）的精度有着直接的联系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度根本到达规则的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，关于齿形以外的次要表面的加工，也应尽量在这一阶段的后期加以完成。

第二阶段是齿形的加工。关于不需要淬火的齿轮，一般来说这个阶段也就是齿轮的***终加工阶段，通过这个阶段就应当加工出完全契合图样要求的齿轮来。关于需要淬硬的齿轮，有必要在这个阶段中加工出能满意齿形的***终精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是确保齿轮加工精度的要害阶段。应予以特别注意。

加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面到达规则的硬度要求。

加工的***终阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的意图，在于批改齿轮通过淬火后所引起的齿形变形，进一步进步齿形精度和降低表面粗糙度，使之到达***终的精度要求。在这个阶段中首先应对***基准面（孔和端面）进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会发生变形，如果在淬火后直接选用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难到达齿轮精度的要求的。以修整过的基准面***进行齿形精加工，可以使***经确可靠，余量散布也比较均匀，以便到达精加工的意图。

（二）***基准的断定

***基准的精度对齿形加工精度有直接的影响。轴类齿轮的齿形加工一般挑选鼎尖孔***，某些大模数的轴类齿轮多挑选齿轮轴颈和一端面***。盘套类齿轮的齿形加工常选用两种***基准。

1）内孔和端面*** 挑选既是规划基准又是丈量和安装基准的内孔作为***基准，既契合“基准重合”原则，又能使齿形加工等工序基准一致，只要严格操控内孔精度，在专用芯轴上***时不需要找正。故出产率高，广泛用于成批出产中。

2）外圆和端面*** 齿坯内孔在通用芯轴上安装，用找正外圆来决定孔中心方位，故要求齿坯外圆对内孔的径向跳动要小。因找正功率低，一般用于单件小批出产。

（三）齿端加工

如图9－18所示，齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圆、倒尖后的齿轮，沿轴向滑动时容易进入啮合。倒棱可去除齿端的锐边，这些锐边经渗碳淬火后很脆，在齿轮传动中易崩裂。

用铣刀进行齿端倒圆，如图9－19所示。倒圆时，铣刀在高速旋转的一起沿圆弧作往复摇摆（每加工一齿往复摇摆一次）。加工完一个齿后工件沿径向退出，分度后再送进加工下一个齿端。

齿端加工有必要安排在齿轮淬火之前，通常多在滚（插）齿之后。

（四）精基准批改

齿轮淬火后基准孔发生变形，为确保齿形精加工质量，对基准孔有必要给予批改。

对外径定心的花键孔齿轮，通常用花键推刀批改。推孔时要避免歪斜，有的工厂选用加长推刀前引导来避免歪斜，已获得较好作用。

对圆柱孔齿轮的批改，可选用推孔或磨孔，推孔出产率高，常用于未淬硬齿轮；磨孔精度高，但出产率低，关于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮，或内孔较大、厚度较薄的齿轮，则以磨孔为宜。

磨孔时一般以齿轮分度圆定心，如图9－20所示，这样可使磨孔后的齿圈径向跳动较小，对以后磨齿或珩齿有利。为进步出产率，有的工厂以金刚镗替代磨孔也获得了较好的作用。

二、高精度齿轮加工工艺特色（二）高精度齿轮加工工艺特色

（1）***基准的精度要求较高

由图9－21可见，作为***基准的内孔其尺度精度标示为φ85H5，基准端面的粗糙度较细，为Ra1.6μm，它对基准孔的跳动为0.014mm，这几项均比一般精度的齿轮要求为高，因此，在齿坯加工中，除了要注意操控端面与内孔的笔直度外，需要留必定的余量进行精加工。精加工孔和端面选用磨削，先以齿轮分度圆和端面作为***基准磨孔，再以孔为***基准磨端面，操控端面跳动要求，以确保齿形精加工用的精基准的经确度。 （2）齿形精度要求高 图上标示6－5－5级。为满意齿形精度要求，其加工计划应挑选磨齿计划，即滚（插）齿－齿端加工－高频淬火－批改基准－磨齿。磨齿精度可达4级，但出产率低。本例齿面热处理选用高频淬火，变形较小，故留磨余量可缩小到0.1 mm左右，以进步磨齿功率。

刀具的长度补偿和半径补偿

数控加工中，刀具实践地点的方位往往和编程时刀具理论上应在的方位不同，这是咱们需求从头依据刀具方位来修正程序，然而正如咱们知道的，修正程序是一件多么繁杂而易错的环节，因而，刀具补偿的概念就应运而生。所谓刀具补偿就是用来补偿刀具实践安装方位与理论编程方位之差的一种功用。运用刀具补偿功用后，改动刀具，只需求改动刀具方位补偿值即可，而不用修正数控程序。

刀具补偿中咱们经常用的有长度补偿和半径补偿，一般初入数控职业的人很难娴熟的运用这两种补偿，下面咱们就这两种补偿办法详细讲解一下。

一、刀具长度补偿

1、刀具长度补偿的概念

首先咱们应了解一下什么是刀具长度。刀具长度是一个很重要的概念。咱们在对一个零件编程的时分，首先要质定零件的编程中心，然后才能树立工件编程坐标系，而此坐标系仅仅一个工件坐标系，零点一般在工件上。长度补偿仅仅和Z坐标有关，它不象X、Y平面内的编程零点，因为刀具是由主轴锥孔***而不改动，关于Z坐标的零点就不一样了。每一把刀的长度都是不同的，例如，咱们要钻一个深为50mm的孔，然后攻丝深为45mm，分别用一把长为250mm的钻头和一把长为350mm的丝锥。先用钻头钻孔深50mm，此刻机床现已设定工件零点，当换上丝锥攻丝时，假设两把刀都从设定零点开端加工，丝锥因为比钻头长而攻丝过长，损坏刀具和工件。此刻假设设定刀具补偿，把丝锥和钻头的长度进行补偿，此刻机床零点设定之后，即使丝锥和钻头长度不同，因补偿的存在，在调用丝锥工作时，零点Z坐标现已主动向Z （或Z）补偿了丝锥的长度，保证了加工零点的正确。

2、刀具长度补偿指令

通过履行含有G43（G44）和H指令来实现刀具长度补偿，一起咱们给出一个Z坐标值，这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。别的一个指令G49是撤销G43（G44）指令的，其实咱们不用运用这个指令，因为每把刀具都有自己的长度补偿，当换刀时，运用G43（G44）H指令赋予了自己的刀长补偿而主动撤销了前一把刀具的长度补偿。

G43表明存储器中补偿量与程序指令的结尾坐标值相加，G44表明相减，撤销刀具长度偏置可用G49指令或H00指令。程序段N80 G43 Z56 H05与中，假设05存储器中值为16，则表明结尾坐标值为72mm。

3、刀具长度补偿的两种办法

（1）用刀具的实践长度作为刀长的补偿（推荐运用这种办法）。运用刀长作为补偿就是运用对刀仪丈量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。

运用刀具长度作为刀长补偿，能够避免在不同的工件加工中不断地修正刀长偏置。这样一把刀具用在不同的工件上也不用修正刀长偏置。在这种情况下，能够依照一定的刀具编号规矩，给每一把刀具作档案，用一个小标牌写上每把刀具的相关参数，包含刀具的长度、半径等材料。这关于那些专门设有刀具管理部门的公司来说，就用不着和操作工面对面地通知刀具的参数了，一起即使因刀库容量原因把刀具取下来等下次从头装上时，只需依据标牌上的刀长数值作为刀具长度补偿而不需再进行丈量。

运用刀具长度作为刀长补偿还能够让机床一边进行加工运转，一边在对刀仪上进行其他刀具的长度丈量，而不用因为在机床上对刀而占用机床运转时刻，这样可充分发挥加工中心的效率。这样主轴移动到编程Z坐标点时，就是主轴坐标加上（或减去）刀具长度补偿后的Z坐标数值。

（2）运用刀尖在Z方向上与编程零点的距离值（有正负之分）作为补偿值。这种办法适用于机床只要一个人操作而没有足够的时刻来运用对刀仪丈量刀具的长度时运用。这样做当用一把刀加工别的的工件时就要从头进行刀长补偿的设置。运用这种办法进行刀长补偿时，补偿值就是主轴从机床Z坐标零点移动到工件编程零点时的刀尖移动距离，因而此补偿值总是负值而且很大。

二、 刀具半径补偿

1、刀具半径补偿概念

在概括加工时，刀具中心运动轨道（刀具中心或金属丝中心的运动轨道）与被加工零件的实践概括要偏移一定距离，这种偏移称为刀具半径补偿，又称刀具中心偏移。

因为数控系统控制的是刀具中心轨道，因而数控系统要依据输入的零件概括尺度及刀具半径补偿值核算出刀心轨道。依据刀具补偿指令，数控加工机床可主动进行刀具半径补偿。特别是在手艺编程时，刀具半径补偿尤为重要。手艺编程时，运用刀具半径补偿指令，就能够依据零件的概括值编程，不需核算刀心轨道编程，这样就大大减少了核算量和出错率。尽管运用CAD/CAM主动编程，手艺核算量小，生成程序的速度快，但当刀具有少量磨损或加工概括尺度与规划尺度稍有偏差时或者在粗铣、半精铣和精铣的各工步加工余量变化时，仍需作恰当调整，而运用了刀具半径补偿后，不需修正刀具尺度或建模尺度而从头生成程序，只需求在数控机床上对刀具补偿参数做恰当修正即可。既简化了编程核算，又添加了程序的可读性。

刀具半径补偿有B功用（Basic）和C功用（Complete）两种补偿方式。因为B功用刀具半径补偿只依据本段程序进行刀补核算，不能解决程序段之间的过渡问题，要求将工件概括处理成圆角过渡，因而工件尖角处工艺性不好。而且编程人员必须事前估量出刀补后或许呈现的间断点和交叉点，并进行人为处理，明显添加编程的难度；而C功用刀具半径补偿能主动处理两程序段刀具中心轨道的转接，可彻底依照工件概括来编程，因而现代CNC数控机床几乎都采用C功用刀具半径补偿。这时要求树立刀具半径补偿程序段的后续至少两个程序段必须有值定补偿平面的位移指令（G00、G01，G02、G03等），否则无法树立正确的刀具补偿。

2、刀具半径补偿指令

依据ISO规则，当刀具中心轨道在程序规则的前进方向的右边时称为右刀补，用G42表明；反之称为左刀补，用G41表明。

G41是刀具左补偿指令（左刀补），即顺着刀具前进方向看(假定工件不动)，刀具中心 轨道位于工件概括的左面，称左刀补。

G42是刀具右补偿指令（右刀补），即顺着刀具前进方向看(假定工件不动)，刀具中心轨道位于工件概括的右边，称右刀补。

铰孔加工

1 孔径增大、差错大

依据具体情况恰当减小铰刀外径；下降切削速度；恰当调整进给量或削减加工余量；恰当减小主偏角；校直或报废曲折的不能用的铰刀；用油石细心修整到合格；操控摆差在允许的范围内；挑选冷却性能较好的切削液；安装铰刀前必须将铰刀锥柄及机床主轴锥孔内部油污擦净，锥面有磕碰处用油石修光；修磨铰刀扁尾；调整或替换主轴轴承；重新调整浮动卡头，并调整同轴度。

2 孔径缩小

替换铰刀外径尺度；恰当进步切削速度；恰当下降进给量；恰当增大主偏角；挑选润滑性能好的油性切削液；定时互换铰刀，正确刃磨铰刀切削部分；规划铰刀尺度时，应考虑上述因素，或依据实际情况取值；作试验性切削，取适宜余量，将铰刀磨尖利。

3 铰出的内孔不圆

刚性缺乏的铰刀可选用不等分齿距的铰刀，铰刀的安装应选用刚性联接，增大主偏角；选用合格铰刀，操控预加工工序的孔方位公差；选用不等齿距铰刀，选用较长、较精细的导向套；选用合格毛坯；选用等齿距铰刀铰削较精细的孔时，应对机床主轴空隙进行调整，导向套的合作空隙应要求较高；选用恰当的夹紧方法，减小夹紧力。

4 孔的内表面有明显的棱面

减小铰孔余量；减小切削部分后角；修磨刃带宽度；挑选合格毛坯；调整机床主轴。

5 内孔表面粗糙度值高

下降切削速度；依据加工资料挑选切削液；恰当减小主偏角，正确刃磨铰刀刃口；恰当减小铰孔余量；进步铰孔前底孔方位精度与质量或添加铰孔余量；选用合格铰刀；修磨刃带宽度；依据具体情况削减铰刀齿数，加大容屑槽空间或选用带刃倾角的铰刀，使排屑顺利；定时替换铰刀，刃磨时把磨削区磨去；铰刀在刃磨、运用及运送过程中，应采纳保护措施，防止碰伤。

6 铰刀的运用寿命低

依据加工资料挑选铰刀资料，可选用硬质合金铰刀或涂层铰刀；严格操控刃磨切削用量，防止稍伤；常常依据加工资料正确挑选切削液；常常清除切屑槽内的切屑，用足够压力的切削液，通过精磨或研磨到达要求。

7 铰出的孔方位精度超差

定时替换导向套；加长导向套，进步导向套与铰刀空隙的合作精度；及时修理机床、调整主轴轴承空隙。

8 铰刀刀齿崩刃

修正预加工的孔径尺度；下降资料硬度或改用负前角铰刀或硬质合金铰刀；操控摆差在合格范围内；加大主偏角；注意及时清除切屑或选用带刃倾角铰刀；注意刃磨质量。

9 铰刀柄部折断

修正预加工的孔径尺度；修正余量分配，合理挑选切削用量；削减铰刀齿数，加大容屑空间或将刀齿空隙磨去一齿。

10 铰孔后的孔中心线不直

添加扩孔或镗孔工序校正孔；减小主偏角；调整适宜的铰刀；调换有导向部分或加长切削部分的铰刀。