机械制造基础磨削加工原理(齿轮磨削方法学习笔记分享)
齿面磨削的分类
齿面磨削过程分类
锥形砂轮磨齿
锥形砂轮磨齿工作原理如下图所示:是按照齿轮和齿条啮合原理。用锥面砂轮磨削渐开线齿面的。砂轮相当于假想齿条的一个齿，在磨削过程中，齿条的节线和被磨齿轮的节圆作纯滚动。锥形砂轮磨齿的分度运动用分度盘或分度蜗轮副、分度交换齿轮进行单齿分度，磨完一齿后分过一个齿角,再磨下一齿,这样直到磨完全齿。轴向进给运动由砂轮的往复运动来实现，其往复冲程长度由被磨齿轮的齿宽决定。
锥形砂轮磨齿工作原理
锥形砂轮磨齿是一种展成磨齿法,磨齿的工作精度一般在7～5级。德国的NILES公司生产的ZSTZ系列的数控锥砂轮磨齿机和HOFLER齿轮机床公司生产的NOVA系列的数控锥砂轮磨齿机工作精度较高,可达到4级精度。
碟形砂轮磨齿
碟形砂轮磨齿工作原理如下图所示，它是采用一对碟形砂轮来磨齿的，源于瑞士MAGG公司的齿轮磨床。
碟形砂轮磨齿工作原理
该类小规格机床的展成运动常采用钢带-滚圆盘作纯滚动来实现。处在钢带平面上的两砂轮的工作棱边相当于渐开线发生线上的两点,当钢带和滚圆盘相对滚动时,两棱边同时分别形成齿两侧的渐开线齿形。机床的分度运动是用分度盘进行单齿分度的,即在齿轮经过轴向走刀磨完第一个齿后,工件分过一齿,再开始磨下一个齿,这样逐齿磨削,直到磨完全齿。大规格碟形砂轮磨齿机的展成运动常采用分度蜗轮副及分度交换齿轮进行分度。
国内秦川机床厂生产的Y7032A和Y7P032A上海机床厂生产的Y7063A蝶形砂轮磨齿机磨齿精度达到了4级。瑞士MAAG公司生产的双碟砂轮磨齿机SD-36-X,采用CNC拓扑修形系统和CBN砂轮磨削?磨齿精度可达4～3级。
大平面砂轮磨齿
大平面砂轮磨齿工作原理如下图所示，它是利用齿条与齿轮啮合的原理，用大平面砂轮的工作面作为“假想齿条”的一个齿面用展成法加工齿轮的。其中展成运动的实现又分两类：一类是采用钢带-滚圆盘纯滚动形成展成运动，例如Gleason集团研制的SRS405数控大平面砂轮剃齿刀磨齿机及国产的Y7432磨齿机等；一类是采用渐开线凸轮-档块形成展成运动，例如美国的NationalTool型、前苏联的589系列的磨齿机及国产的Y7125和Y7431磨齿机等。
大平面砂轮磨齿工作原理
我国秦川机床厂研制的大平面砂轮磨齿机磨齿精度可达4级,德国GarlFlarth公司生产的SRS系列大平面磨齿机磨齿精度可达3级,其中Gleason集团研制SRS405剃齿刀磨齿机的磨齿精度可更高。
蜗杆砂轮磨齿
蜗杆砂轮磨齿工作原理用蜗杆形砂轮磨削渐开线圆柱齿轮,其基本原理类似于滚齿加工（如下图所示）。砂轮与工件啮合旋转,工件作连续分度并展成渐开线齿形,工件轴向进给加工出齿宽。在磨削斜齿轮时，由差动装置使工件获得附加运动,以加工出相应螺旋角的齿轮。
蜗杆砂轮磨齿工作原理
蜗杆砂轮磨齿也是一种展成磨齿法。国外生产蜗杆砂轮磨齿机磨齿精度最高的是瑞士Reishauer公司。Reishauer公司开发的RZ300E及RZ301S?磨齿加工精度可达3级；研制的RZ400连续展成蜗杆砂轮磨齿机具有开放灵活的柔性修整系统?砂轮架左边为修整位置右边为磨削位置?可直接目视察看砂轮修整情形砂轮修整更换方便快捷。用它磨削一个模数4齿数27、齿宽50mm的直齿圆柱齿轮磨削时间仅为0.82min。
成形砂轮磨齿
成形砂轮磨齿是靠成形砂轮来磨削渐开线齿形或其他齿形的?工作原理如下图所示：
成形砂轮磨齿工作原理
成形砂轮磨齿无展成运动?磨齿的精度主要取决于砂轮的修整精度与砂轮的定位精度。当磨削直齿轮时，砂轮的轴向截面形状即为工件的端面齿形；当磨削斜齿轮时，砂轮的轴向截面形状为砂轮与工件理论齿面的空间接触线在砂轮轴向平面的投影。成形砂轮磨齿采用单齿分度，工件轴向进给来实现全齿宽的磨削。当磨斜齿轮时，在工件轴向进给的同时，还应作附加的旋转运动，以获得相应的螺旋角。
近几年来,随着CNC数控技术、砂轮拓扑修形技术的应用及高效CBN砂轮的使用?成形砂轮磨齿精度比以往有了较大的提高。例如英国霍洛伊德（Holroyd）公司研制的GTG2齿轮磨削中心、德国Kapp公司研制的VUS55P数控成型砂轮磨齿机、意大利Samputenslli公司生产的S375G数控成型磨床等都属于成形砂轮磨齿机，最高磨齿精度据称可达2级。
各种常见磨齿方法的一般磨齿精度与磨齿效率列于下表：
表：各种磨齿方法的一般磨齿精度与磨齿效率
齿轮磨削方法
工作精度
(ISO1328）
磨削效率
锥形砂轮磨齿
7~4
中
蝶形砂轮磨齿
5~3
较低
大平面砂轮磨齿
5~3
低
蜗杆砂轮磨齿
6~4
较高
成形砂轮磨齿
7~3
高
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