剃齿的基本原理及操作方法

剃齿加工通常是对齿轮在轮齿淬硬前的一种精加工方法。也就是说在剃齿之前应放留剃余量，并不是从齿坯上直接剃出渐开线轮齿来，所以剃齿机是属于齿轮的精加工机床。通常可剃削外啮合直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮，以及鼓形齿轮和小锥度齿轮等，目前也可对中硬齿面的齿轮进行剃齿加工。

1.剃齿的基本原理

剃齿加工根据的是交错轴斜齿轮副作无侧隙的啮合时，在齿面上产生相对滑动的原理。在剃削过程中，圆盘剃齿刀与被剃齿轮之间进行双面啮合，并在自由滚动时，由于啮合点的速度方向相反，因此，在齿面上产生相对滑动来完成切削加工。剃齿过程实质上是挤压和相对滑动的综合过程，因而其不同于一般采用强制运动链的切削加工。

若将用高速钢制成的斜齿轮的齿面上，沿渐开线方向开出许多小槽，便形成了切削刀，淬硬后就成为剃削刀，由于剃齿刀与剃齿轮自由啮合的相对滑动，切削刀将齿轮齿面上的余量切削掉，以达到剃削加工之目的。

图13-28中剃齿刀为左旋齿，啮合节点P的相对滑动速度为

v=v_t±v_0t

式中 v_t——工件圆周速度切向分量（m/min）；

v_0t——剃齿刀圆周速度切向分量（m/min）。

剃齿刀与被剃齿轮轮齿的螺旋方向相同时用“+”，相反时则用“-”，滑动速度就是切削速度v，于是就可以写成

式中 d₀′——剃齿刀啮合节点的直径（mm）；

n₀——剃齿刀转速（r/min）；

β——齿轮的螺旋角（°）；

Σ——轴交角，Σ=β±β₀，剃齿刀与齿轮的螺旋角的螺旋方向相同时用“+”，相反时用“-”。

根据剃齿机的工作原理，其应具备三个基本运动，如图13-28所示。

图13-28 剃齿的工作原理与切削速度

a）剃齿的工作原理 b）剃齿的切削速度

1）剃齿刀的正反方向旋转运动，其转速为n₀（r/min）。

2）工作台沿工件轴线的往复进给运动，其轴向进给量为f_x（mm/min）。(www.xing528.com)

3）工作台每次行程后，剃齿刀的径向进给运动，其径向进给量为f_r（mm/每次行程）。

此外，为剃削鼓形齿，剃齿机工作台还应在其垂直平面内作摆动，如图13-29所示。

由图13-29可知，圆盘3上的直槽轮齿鼓形量倾斜一角度，在工作台工作往复运动，同时将绕摆动中心1作摆动，使工作齿宽的两端齿面剃去较多的金属，从而获得沿工作齿宽中部稍凸出的鼓形齿，一般鼓形量Δs取0.01～0.03mm。

图13-29 鼓形齿及剃齿机工作台

a）鼓形齿 b）剃齿机工作台

1—摆动中心 2—工作台 3—圆盘 4—工件

2.剃齿的方法

常用的剃齿的方法有轴向剃齿、对角剃齿、切向剃齿和径向剃齿等四种，见表13-49。因齿轮结构不同，还有其他剃齿方法。上述四种剃齿方法其工艺特性的比较见表13-50。

表13-49 常用剃齿方法原理与应用

（续）

表13-50 剃齿方法的工艺特性

①对角剃齿法的ω的计算公式为，式中b₀′为剃齿刀的有效宽度，一般b₀′≈0.75～

0.80b₀。在生产中推荐采用ω=25°～40°。

②工作行程长度L的计算公式中m_n是作为剃齿刀超出长度进行考虑的。