工學結合課題直齒圓錐齒輪的銑削

摘 要：直齒圓錐齒輪在精度要求不高和沒有專用機床的情況下可以在銑床上用仿形法加工。通過本課題的學習我們能夠達到以下目的：1. 了解錐齒輪的特點和計算；2. 了解錐齒輪的裝夾和校正方法；3. 掌握錐齒輪的測量方法和加工方法；4. 分析銑削中出現的質量問題。

關鍵詞：工學；直齒圓錐齒輪；銑削

直齒圓錐齒輪在精度要求不高和沒有專用機床的情況下可以在銑床上用仿形法加工。

一、 看圖，進行工藝分析

1. 計算直齒圓錐齒輪各部尺寸時，以大端模數為依據。

2. 當軸交角為90°時，各部尺寸名稱、代號和主要尺寸計算。

模數m由強度計算，大、小錐齒輪均指大端；齒數z由傳動比計算求得；齒形角α國標20°；分度圓錐直徑d=mz；齒頂圓直徑da=d+2hacosδ=m（z+2cosδ）；齒根圓直徑df=d-2hfcosδ=m（z-2.4cosδ）；齒頂角tanθa=2sinδ/z；齒根角θftanθf=2.4sinδ/z；分度圓齒厚S=mл/2；分度圓錐角δ1=90°-δ2tanδ2=z2/z1；頂錐角δaδa1=δ+θaδa2=δ2+θa；根錐角δfδf1=δ1-θfδf2=δ2-θf；齒寬b=0.3R；錐長R=d/2sinδ

3. 銑刀及其選擇。

（1） 銑刀的特點。標準直齒圓錐齒輪銑刀的厚度是腰錐距與齒寬之比。銑刀端面上印有“傘形”字標記，同一模數的直齒圓錐齒輪銑刀一套8把。

（2） 銑刀的選擇。銑刀的選擇同直尺圓柱直尺輪，只是齒數用當量齒數。選擇銑刀時應按被加直齒圓錐齒輪模數，齒形角及當量齒數來選擇。按圖所示直尺圓錐齒輪的參數和以上兩點選擇原則即應選擇2#銑刀，范圍17-20齒。

4. 工件的裝夾與校正。

帶圓柱柄的工件可用三爪卡盤裝夾在分度頭上；帶孔的工件可用心軸裝夾在分度頭上。心軸的種類有：直柄、錐柄、彈簧芯軸等。工件裝夾完后應校正外圓錐面的跳動量在允許范圍內。

5. 直齒錐齒輪的銑削方法。

銑削方法主要形式有兩種：第一種銑削方法，也是最常用的方法，用臥銑形式將分度頭仰起一個δf角水平走刀，第二種仍用臥銑形式將分度頭仰起一個90°-δf角度垂直方向走刀。

（1） 分度頭傾斜角和分度手柄轉數及調整。根據根錐角的大小扳轉分度頭主軸傾斜角，分度手柄轉述按n=40z計算。

（2） 劃線對中心分度頭傾斜角度，分度手柄調完畢，用劃針盤或高度尺在工件圓錐面上劃線：劃線時將劃針盤或高度尺的高度調整到與工件中心線相交的高度，在工件圓錐面兩側分別劃線，然后將工件轉180°，用同樣的方法劃出另外的兩條線。前后兩條線分別交于兩側的α點，α點即在中心線上。將工件轉90°，使α點處于工件上方與銑工相對，調整工作臺使銑刀廓形的中心對準α點，則中心對好。

二、 加工步驟

1. 材料是20CrMnTi。

2. 直齒圓錐齒輪車坯檢測達圖方能銑削。

3. 選擇X6132臥式銑床，安裝FW250型分度頭，并安裝銑齒工裝。

4. 直齒圓錐齒輪齒坯安裝，對正。

5. 分度和撥叉調整：根據圖紙的齒輪參數，Z=18齒，進行計算，選擇第二面分度盤和54的孔圈數，安裝調整及分度叉包容13個孔，而后緊固。

6. 銑削安裝角度調整，一般根據根錐角減少2°～4°調整，或根據刀具鏟磨的形狀肥瘦而定。刀具肥減少的度數多，反之少，即：安裝角為49°。

7. 劃直齒圓錐齒輪的中心線。用高度尺或畫針沿工作臺平移在錐面上畫一條水平線而后轉動18°，將高度尺在對面用相同的方法再畫一條水平線，得到兩條線的交點a，再將分度頭轉動90°，a點處于最高點，待銑刀對中心使用。

8. 刀具安裝：根據實物直齒錐齒輪的大端齒形與刀齒形狀嚙合目測形狀一樣，而且有1～1.5的隙間深轉下序精刨時有足夠的余量。安裝時注意直錐齒輪銑刀的徑向跳動和端面跳動，一定要達到要求。在根據第7點內容的a點，進行對刀，對中心。

9. 根據錐齒輪大端頂點，銑削對刀，升降調整，按h=2.2m進刀，縱向走刀銑削，銑完兩槽后進行測量。

分度圓齒厚測量：分度圓弦齒厚s-=m×Z×sin90°Z；分度圓弦齒高ha=m×[1+Zz×（1-cos90°Z）]式中m——模數、毫米Z——加工齒輪齒數，也可以查表得，當尺寸未達要求，齒形角α=20°時，可按ΔS-=1.37（S-實-S-）補充進刀調整尺寸至達圖要求。再轉動180°進行縱向銑削，銑削完成后進行齒槽對中心測量，方法是用兩根直徑合適的量棒進行對中心測量，兩量棒的中心，交于一點為合格，反之為不合格，調整量為兩棒中心偏移量的1/2，直至中心合格。

10. 銑削用量選擇n=118轉/分～95轉/分f=118 mm/分～95 mm/分。

11. 銑削加工當中心和齒厚調整合格后依次將齒形銑削達圖紙要求。

12. 去毛刺。

13. 檢驗。

三、 廢品分析和預防措施

A齒形相對誤差或齒形誤差超差：1. 銑刀刀號選擇錯誤。2. 銑刀刃磨不好。3. 機床導軌平行度差，銑刀安裝不好。

B齒距偏差超差：1. 齒坯裝夾不好或齒坯的頂錐素線、基準面跳動超差。2. 分度不準確。3. 分度頭傳動機構精度差。

C齒圈徑向圓跳動超差：1. 分度頭主軸軸線與回轉不重合心軸未校正好。2. 齒坯的外徑對基準內孔同軸度差。3. 齒坯裝夾誤差大。

D齒向誤差超差：1. 刀具對中不準。2. 偏銑齒槽兩側時偏移量不相等。3. 齒坯端面對基準內孔的垂直度差。

E齒面產生波紋和表面粗糙度值過大：1. 銑刀擺動過大或銑刀已磨鈍。2. 銑床主軸回轉精度差，主軸和銑刀桿徑向跳動量過大，主軸軸向竄動量過大。3. 銑削時分度頭主軸未固定振動大。4. 銑削用量過大。5. 銑刀桿彎曲，機床導軌斜鐵太松。

作者簡介：

宣莉，四川省成都市，成都市機械高級技工學校。endprint