剃齿加工过程及相关知识介绍

剃齿常用于未淬火圆柱齿轮的精加工，生产率很高，是软齿面精加工应用最广泛的一种方法。

1.剃齿原理

剃齿在原理上属于一对交错轴斜齿轮啮合传动过程。剃齿刀实质上是一个高精度的螺旋齿轮，并且在齿面上沿齿向开了很多锯齿刃槽。剃齿加工过程就是剃齿刀带动工件作双面无侧隙的对滚，并对剃齿刀和工件施加一定的压力。在对滚过程中，剃齿刀和工件沿齿向和齿形方向均产生相对滑移，利用剃齿刀沿齿向开出的锯齿刃槽沿工件齿向切去一层很薄的金属。在工件的齿面方向上，剃齿刀无锯齿刃槽，虽有相对滑动，但不起切削作用。

图8-18所示为一把左旋剃齿刀和右旋被剃齿轮相啮合。剃齿刀和齿轮在啮合点P处的线速度分别为v0和v1，可以分别分解得到法向速度v0n和v1n。很明显，实现正常啮合传动的必要条件为二者的法向速度相等，即

剃齿刀和齿轮的齿面相对滑移速度v也就是剃齿切削速度，为二者沿齿长方向速度之

差，即

又，所以简化后得

式中：β1、β0——齿轮和剃齿刀的螺旋角；

Σ——剃齿刀和齿轮轴的轴交角，Σ=β1±β0，两螺旋角相同时取“+”号，异向取“-”号；(www.xing528.com)

n0——剃齿刀转速，单位为r/mm；

D0——剃齿刀分度圆直径，单位为mm。

图8-18　剃齿原理

1—剃齿刀；2—工件

从剃齿原理分析可知，两齿面是点接触，但因材料的弹、塑性变形，而成为小面积接触，工件转过一周后齿面上只留下接触点的斑迹。为了使工件整个齿面都能得到加工，工件尚需作往复运动，同时，在往复运动一次后剃齿刀还应径向进给一次，使加工余量逐渐被切除，以达到工件图样要求。所以，剃齿应具备以下运动：剃齿刀的正反旋转运动；工件沿轴向的往复运动；工件每往复一次后的径向进给运动。

2.剃齿的工艺特点及应用

（1）剃齿机床结构简单，调整方便，但是由于剃齿刀与工件没有强制啮合运动，因此对齿轮切向误差的修正能力差。

（2）剃齿加工精度主要取决于剃齿刀。只要剃齿刀本身的精度高，刃磨好，就能剃出Ra=1.25～0.32μm、IT8～IT6级精度的齿轮。另外，剃齿精度还受剃齿前齿轮精度的影响。剃齿一般只能使齿轮精度提高一个等级。从保证加工精度角度考虑，在剃齿工艺前采用滚齿比采用插齿好。因为滚齿的一转精度比插齿好，虽然滚齿后的一齿精度比插齿低，但这在剃齿工序中是不难纠正的。

（3）剃齿加工效率高，一般2～4 min就可完成一个齿轮的加工。剃齿刀寿命长，一次刃磨后可以加工1500个齿轮，一把剃齿刀约可完成10000个齿轮的加工。因此，剃齿加工成本低。但是剃齿刀的制造比较困难，而且剃齿工件齿面容易产生畸变。

剃齿加工在汽车、拖拉机及金属切削机床等行业中得到广泛应用。