第五章第四节齿轮加工（课件）-《机械加工技术》同步教学（技工版（第2版））

第四节齿轮加工 CATALOGUE 目录 齿轮加工概述 齿轮材料的选择 齿轮的制造工艺 齿轮的精度和表面粗糙度 齿轮加工的计算机辅助技术 齿轮加工的新技术和新工艺 01 齿轮加工概述 齿轮是机械传动系统中的重要组成部分，主要起到传递扭矩、改变转速和方向的作用。 齿轮的功能 齿轮必须具有高精度、高强度、耐磨损和抗疲劳等特性，以确保机械传动的稳定性和可靠性。 齿轮的要求 齿轮的功能和要求 磨齿加工 利用磨床对齿轮进行精加工，可实现高精度、高表面质量的加工。 剃齿加工 利用剃齿机将齿轮精加工至所需精度，可去除齿轮表面的毛刺和齿面误差。 插齿加工 利用插齿机将毛坯切削成齿轮的加工方法，适用于加工圆柱齿轮和部分圆锥齿轮。 铣齿加工 通过铣床将毛坯切削成齿轮的粗加工方法。 滚齿加工 利用滚齿机将毛坯切削成齿轮的加工方法，可实现高效、高精度的加工。 齿轮加工的方法 齿轮加工的起源 齿轮加工最初起源于古代的机械钟表和纺织机械中，随着工业革命的发展，齿轮加工逐渐成为重要的机械制造工艺。 齿轮加工技术的发展 随着科技的进步，齿轮加工技术不断得到改进和提升，如数控技术的引入使得齿轮加工更加精确和高效。 齿轮加工的新趋势 为了满足环保和节能要求，齿轮加工正朝着高效、低能耗、智能化方向发展，如采用先进的刀具材料和涂层技术以提高切削效率，采用机器人自动化生产线以降低人力成本等。 齿轮加工的历史和发展 02 齿轮材料的选择 高强度 耐磨损 抗冲击 耐高温 齿轮材料的性能要求 01 02 03 04 齿轮材料应具有足够的强度和韧性，以承受高速运转时的冲击和应力。 齿轮材料应具有良好的耐磨性和抗疲劳性，以抵抗磨损和保持精度。 齿轮材料应具有较好的抗冲击性能，以应对突然的载荷变化和冲击。 对于高速运转的齿轮，材料应具有较好的耐高温性能，以抵抗高温下的变形和失效。 具有较高的强度和耐磨性，但冲击韧性较差。常用于低速重载齿轮。 铸钢 强度高、韧性好，具有良好的加工性能。适用于各种速度和载况的齿轮。 锻钢 具有良好的耐磨性和抗冲击性，但强度较低。适用于低速轻载齿轮。 铸铁 具有优良的耐磨性和抗冲击性，适用于低速重载齿轮。但价格较高。 青铜 常用齿轮材料及其特性 材料选择的原则和方法 考虑材料的加工性能和经济性。 对于低速重载齿轮，应选择具有较高强度和耐磨性的材料。 根据齿轮的工作条件和要求选择合适的材料。 对于高速齿轮，应选择具有较好耐高温性能的材料。 对于低速轻载齿轮，可选择具有良好耐磨性和抗冲击性的材料。 03 齿轮的制造工艺 通过锻造方法制备齿轮毛坯，为后续加工提供基础。 锻造毛坯制备 锻造工艺分类 锻造缺陷分析 根据锻造温度、成形方式等不同，将锻造工艺分为自由锻、模锻等不同类型。 分析锻造过程中可能出现的缺陷，如裂纹、变形等，并提出相应防止措施。 03 02 01 齿轮的锻造工艺 介绍切削加工的基本原理，包括切削运动、切削用量等。 切削加工原理 根据加工需求，选择合适的切削刀具，包括材质、几何参数等。 切削刀具选用 介绍切削液的种类、性能及选用原则。 切削液选用 齿轮的切削加工工艺 介绍磨削加工的基本原理，包括砂轮、磨削液等。 磨削加工原理 根据加工需求，选择合适的磨削机床。 磨削机床选用 介绍磨削工艺参数的设定原则和方法，包括砂轮转速、进给速度等。 磨削工艺参数设定 齿轮的磨削加工工艺 04 齿轮的精度和表面粗糙度 齿轮精度要求 齿轮精度是指齿轮在加工和装配后，其实际的参数和几何形状与设计要求的符合程度。对齿轮精度有严格的要求，以确保其平稳、可靠地运转，并满足噪音、寿命等方面的要求。 齿轮精度标准 为了规范齿轮精度，国际标准化组织（ISO）制定了相应的标准。根据ISO标准，齿轮精度分为12个等级，从IT01到IT12。IT表示“国际公差”标准。 齿轮精度的要求和标准 切削加工误差 热处理变形 装配误差 影响齿轮精度的因素 在齿轮加工过程中，由于刀具和机床的误差，可能导致切削加工误差。例如，刀具的磨损或机床的振动都可能导致齿轮的精度降低。 齿轮在热处理过程中，由于温度变化和应力释放，可能导致齿轮变形，从而影响其精度。 在齿轮装配过程中，由于零件的配合和调整不当，可能导致装配误差，从而影响齿轮的精度。 齿轮表面粗糙度要求：齿轮表面粗糙度对其性能和使用寿命有很大影响。一般来说，齿轮表面粗糙度越低，其耐磨性和抗疲劳性能越好。根据使用要求和加工条件，对齿轮表面粗糙度的要求也有所不同。 齿轮表面粗糙度的要求和改善方法 齿轮表面粗糙度的要求和改善方法 01 改善方法：为了降低齿轮表面粗糙度，可以采取以下措施 02 1. 提高刀具刃磨精度和更换刀具的频率； 03 2. 提高机床精度和调整水平； 3. 采用合理的切削参数和切削液； 4. 对齿轮表面进行研磨、抛光等精加工处理