齿轮加工的三种基本方法

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历史上，齿轮制造方法分为三个主要类别:生成、成形和成形切割。随着新技术的发展，可能会有新的齿轮加工方法添加到列表中，但三大仍然是最常见的方法来制造齿轮:

齿轮的一代方法使用切削工具在所需的齿轮轮廓的形状创建齿轮(齿条铣刀，齿轮整形，和18beplay ).
齿轮成形制造齿轮的过程无需使用切削工具(滚动、铸造、粉末冶金、3D打印).
齿轮形式切割涉及用于创建齿轮轮廓的工具（齿轮铣削、成形、开槽、刨削和切削）电火花).

齿轮传动

桑德兰的方法

齿条式刀具是齿轮生成的主要方法之一。该过程也被称为桑德兰方法，它包括一个齿条铣刀，具有前角和间隙角度，以创建齿轮毛坯的齿廓。在加工过程中，它使用工件和刀具之间的特定相对运动来产生齿廓，类似于图2所示的齿条和小齿轮。

牙齿概要文件遵循几何,由一个圆的渐开线年底——基本上就是一个螺旋曲线跟踪一个虚构的字符串解除自己从固定圈——或者如果你追踪从一颗牙齿接触到另一个点在图1所示。

桑德兰方法在创造统一形状的齿是优秀的，并且所有的齿轮被同一刀具切割，在理论上，将正确地与另一个齿轮。因此，齿轮设计需要高精度-甚至双螺旋齿轮-可以用这种方法制造。由于桑德兰原则自发明以来一直得到维护，因此手册和文档随处可见，甚至与新机器的设计也相关。

插齿

在这种齿轮生成方法中，刀具和齿轮毛坯通过齿轮连接，以便在刀具往复运动时不会一起滚动。刀具开始雕刻到所需的深度，如图3所示，然后刀具和齿轮毛坯随着齿轮齿在齿轮毛坯中切割而缓慢旋转。

齿轮成形通常用于切割正齿轮、人字齿轮和棘轮齿轮。此方法可用于其他类型的齿轮，但由于您使用的是往复齿轮形状的刀具，因此它对上述齿轮类型非常有用，从而使生产过程中的设置变得简单。您仍然可以制造这些类型的齿轮与其他方法相比，但是考虑齿轮成形在速度、设计和安装过程中的优点，但由于刀具的位置（外）和切削方向，这种方法不是内齿轮和蜗轮的最佳选择。

滚齿

18beplay 通过旋转一个称为“滚刀”的圆柱形刀具产生齿轮齿，如图4所示。滚刀可以是单螺纹的，取决于每转应该产生多少个齿。

直齿圆柱齿轮最常用这种方法制作，尽管各种其他齿轮，如摆线齿轮，斜齿轮，蜗轮，棘轮和链轮都是用滚齿制作的。滚刀的设计非常重要，特别是在切割复杂的几何形状时。这个过程通常不工作的内部齿轮。与插齿相似，该方法在设置上有优势，但仅用于外切，因为滚刀是切割齿轮坯的外部。

齿轮形式切割

下一种主要的齿轮制造方法是成形切削。由于其局限性——生产率低和产品质量差，因此不首选该方法。然而，各种成形切削技术是必要时维修和维护的有用替代方法。

整形、刨削、开槽

成形时，工件固定，闸板上的刀具在工件上来回移动（见图5）。刨削时，刀具固定，工件在刀具下的工作台上来回移动（见图6）.开槽时，工件保持静止，闸板上的刀具在工件上上上下移动（见图7）。

刨床和刨床都是直线切割。然而，整形器处理小尺寸的几何图形，而刨床是为更大的应用程序。整形器可以用来创建槽，凹槽和键槽。开槽本质上是一个垂直的整形器，切割内部齿轮和沟槽。

铣

铣削形式切削方法是相对有限的使用，但很适合创建复杂的齿轮几何形状。铣削用于制造斜齿轮和直齿轮的一系列不同的行业，包括汽车变速箱，并创建滚刀。

这种方法速度慢，并且会向工件产生大量的热传递，因此不应一个接一个地铣削连续的齿。

电火花加工

电火花是一种制造工艺，通过在两个电极之间施加一系列电流放电，将材料从工件上移除，这两个电极由电介质镀液隔开。

电火花加工擅长切割各种尺寸的复杂几何图形，但它也有其局限性。如果你没有良好的控制和程序，很容易损坏零件的表面，特别是弯曲的齿廓，这是非常具有挑战性的CNC程序执行。但高质量和直观的3D建模和凸轮软件，如Feature CAM, Autodesk Fusion, Master CAM和其他，可以产生所需的平滑运动切割弯曲的牙齿。

电火花加工机床近年来有所改进。早期的电火花加工机器和这种工艺的使用有局限性，但它们一直在发展。这种发展将表面处理、切削精度和材料性能(微观结构、机械性能等)方面的问题降至最低。该工艺可以达到千分之一英寸的公差，并产生小(直径一英寸)和大齿轮(直径超过20英寸)。这一过程用于手表和钟表的精密应用，也用于切割更坚固的齿轮，如赛车中使用的齿轮。

齿轮成形

滚动

轧制是最古老的成形工艺之一。它形成的齿轮通过热轧或冷轧坯工件通过两或三个模具，如图10所示。

在生产过程中，当材料节约是一个关键问题时，轧制是一个很好的选择，因为不需要产生芯片。然而，为了获得一个有效的工艺，你必须在提高产量之前考虑轧制参数、变形和微观组织效应。

铸造

铸造是一个成型过程，用于创建齿轮坯(然后加工)和全齿轮铸造齿廓。在铸造齿轮时，公差和精度是至关重要的考虑因素，创建铸造模具需要大量的前期成本。然而，一旦确定了模具和工艺参数，大量的生产就证明了投资是合理的。

砂型铸造主要用于生产用于其他工艺的齿轮毛坯。充分发挥作用的正齿轮，螺旋蜗杆，集群，和锥齿轮都是由齿轮铸造，并用于洗衣机，小家电，手动工具，玩具，和相机。

粉末冶金

粉末冶金是一种高精度成形方法，是传统机械加工的经济有效的替代方法钢和铸铁齿轮。然而，这种方法不适合较大的齿轮尺寸，但擅长创造小，高质量的正齿轮，锥齿轮和螺旋齿轮。由于成形材料的孔隙率，较大的齿轮具有较少的疲劳和抗冲击性能，尽管烧结工艺可以用来改善其机械性能。

粉末冶金也特别有用的齿轮设计包括孔，凹陷和不同的表面水平或凸出。你可以在家用电器、农场、草坪和园艺设备、汽车、卡车和军用车辆中找到这些齿轮。

添加剂制造

也被称为3D打印，增材制造从CAD三维模型逐层构建三维物体。由于工艺的性质，加性机械可以形成具有晶格结构的复杂设计。这些结构可以通过建模来实现传统方法难以实现的减质量。这种类型的几何图形通常是使用三维拓扑优化和生成计算机设计创建的。

传统和非圆齿轮可以通过附加制造工艺进行制造，高质量3D打印机相对来说价格合理且可广泛使用。由于这种可用性，它已成为维修和机械项目（如教育玩具或其他需要全功能齿轮的小工具）的选择。您还可以包括使用其他功能，甚至将几何图形与齿轮形状相结合，为同一实体添加自定义轴、键或槽。

结论

正如你所看到的，有许多方法来制造齿轮，无论你是生成，形成或切割一个。我们希望这篇文章能帮助您理解最常见的制造方法。如果你觉得这篇文章有趣，在领英上分享！您可以了解更多关于Fictiv的齿轮制造能力beplay客户端下载18beplay ．

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