一文讀懂齒輪加工的技巧，你一定要看!

☞

這是金屬加工（mw1950pub）釋出的第

12492

篇文章

編者按

齒輪加工，一直以來是加工中的重點及難點，要想做好齒輪加工，使用必不可少的齒輪刀具尤為關鍵，今天小編找來關於齒輪加工的可轉位齒輪刀具的資料分享給金粉們，希望對金粉們的日常加工有幫助！

可轉位齒輪刀具

數控技術的發展極大的推動了機床向數控、高速、高效和複合的方向快速發展。為滿足高精和高效切削加工的需要，國內刀具的發展也與數控機床的發展保持了同步並取得了很大進展。

近年來，齒輪刀具的發展趨勢和特點主要表現在以下幾個方面：

（1）齒輪刀具硬質合金化

在傳統意義上，齒輪刀具材料一般是高速鋼（高效能粉末冶金高速鋼也已普遍應用）。隨著硬質合金材料的發展和加工技術的進步，在齒輪加工中使用硬質合金刀具的比例越來越高，在歐洲發達國家已高達70%以上。整體硬質合金齒輪刀具是專為加工精密金屬小型齒輪而量身定製的成型刀具，現主要應用於醫療器械、汽車零部件及其它齒輪零件領域。齒輪刀具為一次成型加工，具有成本低，效率高，精度高等特性，可滿足客戶產品多樣化小批次的加工需求。針對較大模數的齒輪，近年來國內外各刀具廠商如Gleason、Kennametal、Fette、Ingersoll、Sandvik Coromant等研發了硬質合金可轉位齒輪刀具，大幅提高了齒輪加工的效率，也提高了刀具的壽命。特別是在風電行業大型內齒圈的高效加工中，硬質合金可轉位刀具除了可用於粗切外，還可直接精切齒輪，加工精度可穩定達到GB8級。

（2）環保幹切化

環保幹切在齒輪加工方面已得到應用，國內外主機廠如美國Gleason公司，日本三菱公司等均研發了專用幹切滾齒機床。與傳統溼切方式相比，幹切方式不需要冷卻液，既環保又降低了滾齒加工成本。在齒輪加工中使用幹切的方式還可以採用更高的切削速度，提高加工效率。在幹切加工中，刀具採用高效能粉末冶金高速鋼製造，韌性好，加工難度小，其結構特點是小徑加長結構，減少進刀出刀時間，並進行串刀，提高了刀具耐用度和加工效率。

（3）刀具規格超大化

隨著加工機床的大型化，重大裝備對超大齒輪需求增加，出現了多種相配套的超大刀具。近年研發的超大弧銑刀就是與大型弧齒機配套加工1600~2000mm的超大螺旋錐齒輪，超大螺旋錐齒輪主要在船舶，冶金，石油機械等行業應用；M40~M45超大模數滾刀是與大型滾齒機配套加工大型圓柱齒輪，在水泥，冶金，起重，船舶等行業廣泛應用；針對大型內齒輪的加工，除專用內銑刀外，專用插齒刀具已由以前的M18發展到現在的M25。各種超大規格刀具的研發也說明了工具企業創新能力的提升。

森泰英格致力於高效可轉位齒輪刀具的研發，旨在研究齒輪刀具應用，開發高效齒輪加工滾刀和齒輪銑刀等複雜刀具及高精度刀片。採取可轉位式設計，硬質合金刀片透過螺釘直接固定在刀體上對被加工齒輪的毛坯進行切削。刀片刃口用鈍後直接轉位或更換即可，無需修磨，節省客戶修磨成本，同時，刀片的刃口磨損不會影響刀體的繼續使用。另外，刀片更換可在機床上進行，無需拆卸刀體，比使用傳統刀具大大節省了輔助時間。除此之外，可轉位刀具比高速鋼刀具有更大的金屬去除率，為客戶顯著的提升加工效率。其優勢總結如下：

使用高精度磨製刀片，刀具整體精度高，加工後齒輪精度可達8級。

效率高，線速度可達100-120m/min，走刀3-5mm/r。

刀具切削刃出現個別刃口崩缺時，可直接轉換刀片刃口或更換刀片，無需停機拆取刀體。

刀片具備多刃口設計，使用者使用成本低。

其齒輪滾刀和齒輪銑刀，優點分別如下：

銑刀的優點

滾刀的優點

比可轉位滾刀投資成本低

可實現更高生產效率

可用於加工內圓柱齒輪

齒數不受限制

齒輪滾刀的精加工和粗加工

因加工齒輪的模數大，則齒高較大，側刃刀片參與切削的刃口更長，故刀具設計為刀片搭接式結構，齒頂圓弧刀片增加一倍，減少切削力，加工更平穩。

模數20-40(粗加工)

單螺釘壓緊搭接

側刃刀片為雙刀片搭接，將側刃切削力分散到雙刀片承擔

成本大大降低

模數20-40(精加工)

雙螺釘壓緊搭接

側刃刀片為整刀片，切削更加穩定，也無多刀片搭接問題

雙螺釘壓緊力更大

齒輪滾刀加工案例

齒輪引數

模數

18。2

齒數

36

齒寬

400mm

Vc

120m/min

Ap

41。6mm

F

6mm/min（軸向進給量）

齒輪引數

模數

40

齒寬

1400mm

Vc

100m/min

Ap

89mm

餘量

0。3mm

結論：和進口刀片壽命一致，加工後齒輪精度7級

齒輪銑刀的精加工和粗加工

齒輪粗銑刀適用於圓柱齒輪粗加工，其優勢如下：

外齒輪，內齒輪都可加工

餘量均勻，切削平穩

較高進給，提高金屬去除率

齒輪精銑刀適用於圓柱齒輪精加工，其優勢如下：

外齒輪，內齒輪都可加工

刀片漸開線型，切削熱小，表面質量好

齒輪銑刀加工案例

齒輪引數

Vc

115m/min

Ap

36mm

餘量

0。35mm （每齒進給量）

加工齒輪表面臺階0。05mm

頂齒刀片壽命150m/刃

齒輪引數

Vc

140m/min

Ap

18mm

餘量

0。30mm （每齒進給量）

加工齒輪表面無接痕

Ra=2。0 頂齒刀片壽命110m/刃

滾齒是比較經濟且常用的齒輪加工方法。在滾齒加工中，滾刀的製造精度、安裝誤差、修磨誤差是造成被加工齒輪齒形誤差和基節偏差的主要原因，而齒形誤差和基節偏差會引起傳動比瞬時變化和突變，最終影響齒輪工作平穩性，導致產生噪聲和振動。因此，在滾刀加工、修磨、檢測過程中保證其裝夾精度，是提高滾齒精度的重要因素。結合我公司在精密夾持技術領域的豐富經驗，針對滾刀裝夾、修磨及檢測，開發了液脹滾刀杆、液壓螺母等高技術產品，以提升滾齒加工精度。

影響齒輪傳動工作平穩性的主要因素是齒輪的齒形誤差和基節偏差。齒輪傳動由於傳動比瞬時變化和突變而產生噪聲和振動，從而影響工作平穩性精度，導致噪音產生。森泰英格在精密夾持技術領域擁有豐富的經驗，為提升齒輪加工精度，開發了液脹滾刀槓、液壓螺母等高技術產品。下面就讓我們一起了解一下：

液脹滾刀槓

加工用液脹滾刀槓

液脹滾刀槓利用等靜壓膨脹技術，消除滾刀和刀杆之間的間隙，從而提高滾齒精度。

滾齒夾具加工案例

加工機床

滾齒機

工件

滾刀

加工方式

滾齒

驅動方式

手動加壓

特點

7：24短錐定位介面；液脹定心，驅動鍵傳遞扭力；端面及徑向跳動≤0。005mm；多段油腔設計；用於滾齒加工；最小直徑22mm。

檢測用滾刀槓

液脹滾刀杆在修磨和檢測的過程中，不需要傳遞較大的切削力，只需要實現高精度定心即可，故而無需再設計變徑套與鍵的結構，可直接脹緊滾刀內孔。

滾齒夾具加工案例

加工機床

工具磨床

工件

滾刀

加工方式

滾刀修磨/檢測

驅動方式

手動加壓

特點

端面及徑向跳動≤0。005mm；多段油腔設計；夾持大長徑比滾刀；調整墊圈可夾持不同長度滾刀。

液脹滾刀座

液脹滾刀座可以作用於兩端為定位軸結構的滾刀裝夾。滾刀座夾持兩端外圓軸，其底部設計有傳遞扭矩用的鍵結構，可配合滾刀上的相應部位使用。

液壓螺母

在滾刀裝夾中，液壓螺母可以替代傳統螺母。液壓螺母的優勢非常明顯，不僅可以避免滾刀杆承受較大扭轉力矩，使其只存在軸向拉力，有利於提高滾刀杆的精度和穩定性，延長了其使用壽命；同時，其操作相對便利，大幅降低工人勞動強度。

實踐證明，正確合理的使用液脹滾刀杆及液壓螺母，能夠有效控制滾刀的安裝誤差、修磨誤差，大幅減小滾刀對滾齒加工精度的影響影響，提高齒輪的加工質量。當然，齒輪加工精度除滾刀影響外，還與機床自身精度、齒坯加工精度、工裝卡具等因素有關，需要在生產實踐中針對具體情況不斷去探索總結，從而更好地指導生產。

您如果對上述解決方案感興趣，請點選閱讀原文！