導(dǎo)讀：本文介紹了漸開線齒輪的幾種常見加工方式。

• 1滾齒
• 2插齒
• 3齒條式刨削
• 4用盤銑刀切齒
• 5拉削

滾齒

漸開線齒輪通常通過滾齒制造。滾刀的切削刃是直線，滾刀的刀齒沿螺旋線分布在圓柱面上（類似于螺釘?shù)穆菁y）。滾刀的截面輪廓與齒條的橫截面輪廓相同！

圖：用滾刀進(jìn)行齒輪加工（滾齒）

隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，滾刀的齒也會(huì)隨之切入齒輪，直到達(dá)到最終深度。在滾刀旋轉(zhuǎn)一圈，齒輪向前移動(dòng)一個(gè)齒。因?yàn)?，刀具的?jié)距正好對(duì)應(yīng)于齒輪的齒距。齒輪和滾刀在它們的運(yùn)動(dòng)序列中形成一對(duì)“蝸輪蝸桿嚙合”。

動(dòng)畫：用滾刀進(jìn)行齒輪切削（滾齒）

所以，齒輪和滾刀之間的轉(zhuǎn)速必須相互匹配，這樣才能切出正確的齒形。齒輪上的齒數(shù)據(jù)定了傳動(dòng)比。因此，在制造 18 個(gè)齒的齒輪時(shí)，單頭滾刀的轉(zhuǎn)速必須是齒輪轉(zhuǎn)速的 18 倍。

動(dòng)畫：用滾刀進(jìn)行齒輪切削（滾齒）

齒條形刀具輪廓的幾何形狀取決于所需的齒輪的齒面輪廓。刀具側(cè)刃以標(biāo)準(zhǔn)壓力角α0相對(duì)于垂直方向傾斜。實(shí)際刀具輪廓是在考慮根圓角和間隙c后從所謂的標(biāo)準(zhǔn)齒條中創(chuàng)建的。輪廓的中心線對(duì)應(yīng)于節(jié)線。

圖：滾刀的標(biāo)準(zhǔn)參考輪廓

滾齒的切削效率非常高，因此可以在較短的時(shí)間內(nèi)生產(chǎn)出特別厚的齒輪。但是，該工藝不能用于生產(chǎn)內(nèi)齒輪。為此，可以使用插齒或者拉削，別急接著往后看。

齒輪與齒條的基本關(guān)系如下圖所示。如圖所示，具有相同模數(shù)的所有齒輪的漸開線之間的垂直距離總是對(duì)應(yīng)于兩個(gè)相鄰齒面之間的垂直距離。該距離稱為基本節(jié)距pb并且對(duì)應(yīng)于與其配對(duì)齒輪（或齒條）嚙合的兩個(gè)接觸齒面之間的距離。

圖：齒輪和齒條之間的連接

此外，從圖上可以看出，基本節(jié)距pb通過標(biāo)準(zhǔn)壓力角α0與參考節(jié)圓上的周節(jié)p0直接相關(guān)。請(qǐng)注意，對(duì)于具有相同模數(shù)的所有齒輪，周節(jié) p0是相同的，否則它們將無法嚙合。所以，齒條的節(jié)距p0也等于齒輪的圓節(jié)。

一把滾刀可以用來生產(chǎn)具有任意齒數(shù)的齒輪，然后相互配對(duì)。從下面的動(dòng)畫可以看出，使用加工 18 齒的齒輪（綠色）或 9齒齒輪相同的滾刀同樣可以生產(chǎn) 6 個(gè)齒的齒輪（紅色）。這不僅適用于滾齒，也適用于插齒。

動(dòng)畫：滾齒過程中的制造根切（黃色和紅色齒輪）

這個(gè)動(dòng)畫之前在講齒輪的根切時(shí)用過，詳細(xì)地講解請(qǐng)返回觀看。

動(dòng)畫：嚙合時(shí)的功能底切（紅色齒輪）

注意：如上圖所示，如果齒數(shù)過少，齒在制造過程中會(huì)被“根切”，從而被削弱。此類根切以及如何在齒數(shù)很少的情況下避免它 - 在齒輪變位的文章中進(jìn)行了更詳細(xì)的描述。

插齒

齒輪不僅可以通過滾齒加工，還可以通過插齒加工。然而，與滾齒相比，插齒是通過刀具的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)來完成的。

動(dòng)畫：通過整形進(jìn)行齒輪切削

在插齒時(shí)，切削刃像齒輪的齒一樣排列在刀具的圓周上。這些齒帶有后角。刀具在切削過程中沿軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在切削行程中，切削刃推入齒輪毛坯并去除材料。在回程（回程）期間，刀具略微后退，以防止與齒輪毛坯碰撞。工具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是刀具和工件疊加的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。刀具以切削方式在齒輪毛坯上滾動(dòng)。該刀具實(shí)際上可以被視為一個(gè)“帶有切削刃的齒輪”。

圖：插齒加工

與滾齒相比，插齒一般多用于因結(jié)構(gòu)限制的臺(tái)階軸和內(nèi)齒圈。插齒也可用于加工斜齒輪。

圖：通過插齒制造內(nèi)齒輪

用插齒可以生產(chǎn)內(nèi)齒輪！

動(dòng)畫：通過插齒制造內(nèi)齒輪

滾齒、插齒和刨削（在下一節(jié)中描述）最終基于相同的原理，可以使用插齒的示例來說明：切削刀具在齒輪毛坯的節(jié)圓上垂直于切削運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)。然后切削刃的包絡(luò)線形成漸開線齒形。

圖：插齒原理

動(dòng)畫：插齒原理（切削刃包絡(luò)線）

使用齒條式刀具進(jìn)行齒輪刨削

也可以使用齒條形工具來代替齒輪加工中的“小齒輪形”工具。在運(yùn)動(dòng)學(xué)上，刀具和工件形成一種“齒條和小齒輪”。使用齒條式（直刃切削刃）進(jìn)行刨削。

圖：齒條式刀具的齒輪加工（范成）

在切削沖程期間，切削刃從齒輪毛坯上去除材料，然后在返回沖程期間略微抬離工件以避免碰撞。與“齒條和小齒輪”一樣，齒輪毛坯和齒條式刀具在刨削過程中都會(huì)繼續(xù)移動(dòng)。由于齒條式刀具的切削刃通常少于要生產(chǎn)的齒輪齒數(shù)，因此刀具必須在一次走刀后復(fù)位。

動(dòng)畫：使用齒條式刀具進(jìn)行齒輪切削（范成）

齒條形刀具也可用于生產(chǎn)斜齒輪。為此，刀具只需安裝在與螺旋角相對(duì)應(yīng)的角度。與切削刃為漸開線形狀的小齒輪式刀具的插齒相比，齒條式刀具具有直的后刀面切削刃。因此，齒條式刀具可以更容易地生產(chǎn)，從而更具成本效益。但是，不能生產(chǎn)內(nèi)齒輪。齒條式刨削主要用于非常大的齒輪。與滾齒相比，切削性能相對(duì)較低。之前發(fā)過實(shí)際加工的視頻，關(guān)注我可以在列表中找到該視頻。

用盤銑刀切削齒輪

使用成形切削，銑刀上的切削刃為齒輪齒槽的形狀。在齒輪毛坯轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距之前，銑刀單獨(dú)銑削每個(gè)齒距。齒輪的齒完全由工具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生。因此，在加工過程中，齒輪毛坯不會(huì)像滾齒、插齒或刨齒那樣發(fā)生疊加的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在后三種制造過程中，齒的形狀是由切削刃的包絡(luò)形成的；拉削（將在下一節(jié)中解釋）但是，齒形是由刀具的切削刃的形狀直接創(chuàng)建的。

圖：用盤銑刀銑削齒輪（成形切削）

動(dòng)畫：用盤銑刀銑削齒輪（成形切削）

與滾齒、插齒或刨削相比，銑刀的切削運(yùn)動(dòng)不必與工件的運(yùn)動(dòng)相匹配。因此，在普通銑床上就可以進(jìn)行成型切削。但是，由于齒槽的幾何形狀因齒輪的尺寸而異，因此單一形狀的刀具只能用于生產(chǎn)特定的齒輪。對(duì)于不同模數(shù)（或徑節(jié)）和不同齒數(shù)的齒輪，都需要單獨(dú)的成型銑，由于是一對(duì)一的，會(huì)造成成本的增加。

齒輪的成型切削可以在普通銑床上進(jìn)行。不同模數(shù)（徑節(jié)）和不同齒數(shù)都需要定制專門的盤銑刀！

齒輪拉削

就運(yùn)動(dòng)而言，拉削類似于成形或刨削。然而，一把拉刀具有多個(gè)依次排列的切削刃。每個(gè)切削刃都去除材料，從而依次形成最終形狀。如果拉刀已完全穿過工件，則通常已經(jīng)達(dá)到最終形狀。因此，拉削具有高切削效率，主要用于內(nèi)齒輪。

圖：通過拉削制造內(nèi)齒輪（成形）

與插齒或刨齒相比，齒輪的齒幾何形狀直接由拉刀切削刃的漸開線形狀而不是由切削刃的包絡(luò)線產(chǎn)生。因此，一種拉刀只能生產(chǎn)一種特定的齒輪。不同模數(shù)齒數(shù)的齒輪也都需要非標(biāo)定制。因此，齒輪拉削僅用于大批量生產(chǎn)。

動(dòng)畫：通過拉削制造內(nèi)齒輪