仿形法原理
仿形法(亦稱成形法)原理是採用專用的齒形銑刀在銑床上加工。下圖所示分別為盤形和指狀形齒形銑刀在加工時的情形,齒形銑刀在軸向剖面內,其刃口截形與被加工齒輪的齒槽廓形相同,前者適宜於臥式銑床上加工小模數齒輪,後者適宜於立式銑床或專用銑齒機上加工大模數齒輪。
盤形銑刀加工時,銑刀裝在臥式銑床主軸上,銑刀作鏇轉主運動,同時齒輪坯通過心軸裝夾在工作檯的分度頭與尾座之間,並隨工作檯一起沿其軸向作移動進給。待切出一個齒槽後將齒坯退回原位,操縱分度頭,使其轉過360°/z後,再繼續切削第二個齒槽,直至齒槽全部加工完成。
指狀齒形銑刀的加工方法與盤形銑刀基本相似,不同點是銑刀軸線垂直安裝。
銑削齒輪
銑削直齒圓柱齒輪的方法如下圖所示。當模數m<8時,用盤狀模數銑刀在臥式銑床上加工(下圖a);當m≥8時,用指狀模數銑刀在立式銑床上加工(下圖b)。銑削時,模數銑刀作鏇轉運動(主運動),齒坯安裝在心軸上,心軸裝在分度頭頂尖與尾架頂尖間。縱向工作檯帶著分度頭、尾架、齒坯向著銑刀作縱向進給。每銑完一個齒槽,工件退回,按齒數進行分度,然後再加工另一個齒槽。成形法所加工的輪齒形狀由模數銑刀保證;輪齒分布的均勻性由分度頭保證。
為保證銑削的輪齒形狀準確,不單要保證銑刀模數、壓力角與被銑齒輪相同,還要求對每一齒數的齒輪都要有一把相應的銑刀。這是因為相同模數和壓力角的齒輪,其漸開線齒形的形狀與基圓直徑 有關,而 又與齒數z有關( )。即齒數不同,齒形也不同。若要保證同一模數的每一種齒數的齒輪齒形準確,都要用一把專用的模數銑刀加工,這就需要很多規格的銑刀。銑刀規格繁多既不經濟,也不便於管理和使用。在實際生產中,為降低成本,將同一模數的銑刀一般做成8把或15把,分別銑削齒形相近的一定齒數範圍的齒輪(見下圖表)。各把(即各號)銑刀的齒形按所銑齒數範圍內最小齒數的齒形製造,因此加工其它齒數的齒輪只能獲得近似齒形,產生齒形誤差(也稱理論誤差)。
仿形法銑齒的特點
成形法銑齒可在一般銑床上進行,模數銑刀比其它齒輪刀具結構簡單,易於製造,因此生產成本低,每銑一齒均需切入、切出、退刀以及分度等輔助時間,所以生產率較低;齒形準確程度完全取決於模數銑刀,有較大的齒形誤差,用分度頭分齒,還會產生較大的分齒誤差,所以銑齒精度較低。
成形法銑齒一般用於單件小批生產和機修工作中,加工精度為9~12級,齒面粗糙度值Ra為6.3~3.2μm的直齒、斜齒和人字齒圓柱齒輪,也可加工齒條和錐齒輪。使用高精度指狀模數銑刀和精密分度夾具,也能銑削重型機械中精度要求較高的齒輪 。
仿形法的工藝特點
(1)加工精度較低
在某一齒數範圍內選用同一號數的齒輪銑刀,加工出的齒輪廓形顯然存在較大的誤差,難以達到精度要求。而且每加工一齒槽後的分度誤差也會直接影響齒形的加工精度。
(2)生產效率低
仿形法銑齒,每切削完一個齒槽都需要重複退刀、分度、切入、切出,增加了輔助工時,使生產效率降低。
(3)不需專門的齒輪加工工具機
仿形法銑齒,一般在普通臥式或立式銑床上進行,不需購置專門的齒輪加工工具機,且齒輪銑刀結構簡單、價格便宜。因此,加工成本低。
因此,仿形法銑齒適合維修與單件、小批生產中加工9級以下低精度齒輪。
另外,在拉床上拉制內齒輪亦屬於仿形法加工。這種方法雖生產率較高,但必須製造價格昂貴的專用拉刀,所以只適用於大量生產徑向尺寸較小的內齒輪。
為此,生產中加工齒輪大量採用的是展成法 。