李益，杨坤，罗曦
锥齿轮加工工艺
目录
引言
直齿锥齿轮加工工艺
螺旋锥齿轮加工工艺
螺旋锥齿轮电化学光整加工工艺
引言
直齿锥齿轮加工工艺
主要内容
锥齿轮加工方法介绍
仿形铣削法
展成铣齿法
精密锻造法
冷挤压法
粉末冶金方法
最常用
伞齿刨
按照不同行业和现有设备
锥齿轮加工方法
直齿锥齿轮数控加工条件
直齿锥齿轮数控加工必要条件
选择合适的数控机床
引入合适的专用夹具
选择合适的加工刀具
直齿锥齿轮数控加工条件
机床仅需提供直线往复运动
机床参数化加工模数压力角可变
机床操作方便价钱适中
数控机床选择
选用普通数控铣床
直齿锥齿轮数控加工条件
专用夹具设计
直齿锥齿轮数控加工条件
加工刀具选择
刀具的选择原则是强度和加工效率，由于盘铣刀的加工效率和强度能满足加工要求，因此选择用盘铣刀。不同规格不同形状的齿轮加工刀具也不同
数控铣削加工原理
依然是利用范成法对齿形铣削成形
展成运动原理
展成运动时，两台电机根据要求联动，实现待加工齿轮的复合运动。分齿时，摇台电机不动，仅由工件头电机转动实现分齿。
以下以加工一对啮合的锥齿轮，齿数为Z1, Z2为例讲解展成运动关系。
展成运动时，两电机的转角关系为：
加工齿数为Z1的锥齿轮时： 加工齿数为Z2的齿轮时
展成加工过程
数控铣削加工步骤
生成程序导入机床加工
数控铣削加工步骤
刀轨参数确定
数控铣削加工步骤
刀轨计算
由于刀轨是直接决定加工质量的高低，因此刀轨的正确与否十分重要
由于被加工齿轮与盘铣刀之间的相对展成运动，产形齿轮的节锥面与被加工齿轮节锥面啮合作纯滚动，盘铣刀到面与被加工齿面时刻相切
刀轴方向矢量
其中α为压力角，ν=δ-90°, δ为节锥角，φ1 φ2为每铣削一次被加工齿轮绕X和Y轴转动的角度，由齿轮啮合原理得出上式。 ε为轴交角。
确定铣刀,毛坯相对位置：
在编写刀轨文件的过程中还需要控制刀具中心的位置
该加工是从齿根处开始加工，之后铣削到齿顶。因此计算刀具中心轨迹坐标以节锥面为基准。现采用增大到半径的方式来实现使得刀具半径增大为R+1,2M，这样既没有改变刀具中心的轨迹又能够使得刀具与被加工齿轮完全啮合。
刀具与节锥面相切时刀具中心坐标为：
x=n1=X+R*sinα*cosβ
y=n2=Y
z=n3=Z+R*cosα
数控铣削加工步骤
刀轨参数化
获取刀位文件
将文件分成相互独立的块
为所有的块找出公共父类
派生
子类对象
CNC加工伞齿轮的优势
1、相比于伞齿刨：能加工锥角大于90度的伞齿轮；
2、相对于五轴机床加工：操作简单，成本低。
3、利用UG等CAM软件可以进行数控编程仿真，程序经后置处理可直接用于机床。
4、通过计算机仿真可以减少试切次数，降低生产成本；
5、参数化建模使得程序具有通用性。
螺旋锥齿轮加工工艺
2017-9-6
螺旋锥齿轮加工
在齿轮加工中弧齿锥齿轮的加工是比较复杂的，主要表现在切齿工序上。
螺旋锥齿轮是成对设计、制造和使用的，所以大 、小（ 主 、从动）轮的加工工艺是同时考虑的。汽车、拖拉机等车辆中使用的弧齿锥齿轮大多采用格里森齿制。批量生产的切齿工序多采用 “ 固定安装法”，并以大轮两齿面为基准，用调整小轮两齿面的加工参数去获得需要的接触区和啮合侧隙。
2017-9-6
螺旋锥齿轮
直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮
2017-9-6
加工工艺路线
制坯
轮坯及安装连接部位的粗、精加工
研齿
安装连接部位的精加工
热处理
切齿
磷化
配对
光整加工
2017-9-6
制坯
（1）汽车、拖拉机等车辆中使用的弧齿锥齿轮毛坯绝大多数经模锻制成，材料为低碳合金钢。盘形大轮毛坯采用碾扩孔工艺、轴类小轮毛坯采用立锻工艺可以降低材料消耗。
2017-9-6
制坯
（2） 锻坯需经正火处理 ，以消除锻造应力、改善组织和获得良好的加工切削性能。采用等温正火处理更有利于后续渗碳淬火处理时产品的金相组织和变形的改善。正火后的硬度值一般规定为 156~207HBS ，合适的硬度值为 160~190HBS，这样有利于降低切齿的齿面粗糙度和提高刀具的耐用度。
（3）锻坯正火处理后应进行清理，以除去锻坯表面的氧化皮。可采用抛丸或酸洗处理。酸洗处理可能污染环境，应尽量避免采用。
2017-9-6
轮坯加工
（1）轮坯加工可以采用多轴车床工序集中的方法，也可以采用普通车床和仿形车床用工序分散的方法。采用数控机床工序集中的方法更能保证轮坯精度。
2017-9-6
轮坯加工
（2）轮坯加工主要控制面锥角、轮冠距和工艺定位面精度。面锥角和轮冠距决定了安装在切齿机床夹具上切齿后齿轮的齿深和齿顶高 ， 它直接影响成对齿轮啮合时的底隙和接触区在齿面上的位置，所以面锥角和轮冠距尺寸的控制与圆柱齿轮齿顶圆尺寸控制要求是相似的 。
