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铣床上斜齿轮的加工步骤详解

铣床上斜齿轮的加工步骤详解

斜齿轮因其传动平稳、承载能力强等优点,在机械设备中得到广泛应用。在缺乏专用齿轮加工机床(如滚齿机)的情况下,利用通用铣床(如万能铣床)配合分度头进行铣削,是一种实用且灵活的加工方法。以下是在铣床上铣削斜齿轮的关键步骤与注意事项。

一、加工前准备
1. 齿轮参数计算与选择刀具
* 根据设计图纸,明确斜齿轮的法面模数(mn)、齿数(Z)、法面压力角(αn)和螺旋角(β)

  • 关键计算:计算出端面模数(mt = mn / cosβ)当量齿数(Zv = Z / (cosβ)^3)。选择铣刀时,应根据法面模数mn当量齿数Zv来选取相应号数的齿轮盘铣刀。
  • 准备合适的齿轮盘铣刀心轴
  1. 机床与工件装夹
  • 万能分度头安装在铣床工作台上,并通过挂轮系统将分度头主轴与工作台纵向丝杠连接起来,以实现铣削时的附加旋转运动(形成螺旋线)。
  • 计算并搭配挂轮(a, b, c, d),其传动比应满足公式,确保工作台移动一个导程(Pz = π mt Z / sinβ)时,工件恰好旋转一周。
  • 将齿轮毛坯(通常为棒料或锻坯)用心轴装夹在分度头主轴与尾座顶尖之间,确保同轴度与刚性。
  1. 调整机床
  • 转动工作台:根据斜齿轮的螺旋方向(左旋或右旋),将万能铣床的工作台水平面内旋转一个螺旋角β,使铣刀旋转平面与轮齿齿槽方向一致。
  • 对中:调整工作台横向位置,使铣刀齿形的对称中心线对准工件中心,可采用切痕法或划线法。

二、铣削加工步骤
1. 对刀与初始进给:启动铣床,使铣刀旋转。垂直移动工作台,使铣刀轻微接触工件外圆表面,作为深度基准。然后根据全齿高(h = 2.25mn) 计算出垂直进给总量。

  1. 粗铣与精铣
  • 通常采用分层铣削。先进行多次垂直进给(每次0.5-2mm,视材料而定)进行粗铣,去除大部分余量,留出约0.5mm的精加工余量。
  • 精铣时,工作台纵向自动进给(由挂轮系统驱动),同时配合分度头进行分齿,铣出一个完整的齿槽。每铣完一个齿槽,通过分度头进行分度(转动 360°/Z),再铣下一个齿槽。
  • 重要提示:在铣削螺旋槽过程中,必须锁紧铣床工作台的横向和升降手柄,只保留纵向自动进给运动。
  1. 分齿与循环:重复分度、铣削的步骤,直至加工完所有轮齿。

三、加工后处理与检验
1. 去毛刺:齿形铣削完成后,用锉刀或油石仔细去除齿面的毛刺。
2. 检验:使用齿轮游标卡尺测量法面固定弦齿厚公法线长度,以控制齿侧加工余量和判断齿形是否合格。对于精度要求不高的单件小批量生产,此方法基本可行。

四、注意事项(针对机械设备应用)
方法局限性:铣床铣齿属于成形法加工,刀具齿形存在理论误差,且生产效率较低,主要适用于单件、小批量、维修或精度要求不高(9级及以下) 的斜齿轮制造。
挂轮计算与搭配:挂轮的计算与安装是成败关键,务必准确,并确保齿轮啮合间隙适当。
螺旋方向判断:工作台扳转角度方向必须与齿轮螺旋角方向配合正确,否则无法铣出正确齿形。
安全操作:加工过程中,特别是铣刀切入、切出时,进给要平稳,防止振动和打刀。

在铣床上加工斜齿轮是一项综合性较强的操作,要求操作者熟练掌握分度头挂轮计算、机床调整和铣削技能。虽然其精度和效率无法与专用齿轮机床相比,但对于机械设备的维修、试制或小规模生产而言,仍是一项极具实用价值的传统工艺。

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更新时间:2026-01-12 07:45:11

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