表用零件齒形加工方法研究

吳薇

摘 要：表類零件的加工需采用高精度專用設(shè)備。手表通常均為大批量生產(chǎn)，故使用的設(shè)備均須是專用的、精密度高的、而且盡可能是高效率的。

在一般機(jī)械制造業(yè)中普遍采用漸開線齒形。同一模數(shù)、在一定齒數(shù)范圍內(nèi)的齒形，可以使用一把銑刀或滾刀，但鐘表齒形，雖同一模數(shù)且齒數(shù)也接近，卻不能使用同一把滾（銑）刀加工。

表用齒形一般均采用修正的擺線齒形，即鐘表齒形。有的表上條撥針部件部分及雙歷自動(dòng)部分，采用了修正的漸開線齒形。

表用齒形的特點(diǎn)為模數(shù)小、精度高、粗糙度低，故加工難度大，對(duì)工裝要求高，特別是齒數(shù)很少（Z≤7）時(shí)，加工更困難。

一、表用齒形按加工方法可分為以下三類：

1、銑齒加工

銑切法也叫仿形法，它是用“模數(shù)銑刀”（刀的齒廓完全與被加工齒輪齒凹的輪廓相符）逐個(gè)銑切齒凹，每銑完一個(gè)齒凹，讓齒坯旋轉(zhuǎn)360°/Z（Z為被加工零件的齒數(shù)），再銑第二個(gè)齒凹，這樣依次進(jìn)行，直至把Z個(gè)齒銑切完畢。

此法的優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)床調(diào)整方便，刀具制造簡(jiǎn)單，設(shè)備較為簡(jiǎn)易等。這種方法應(yīng)用廣泛，特別適合新產(chǎn)品試制。另外，當(dāng)有些軸齒齒少，齒根較深時(shí)，用滾切法加工要發(fā)生根切現(xiàn)象，這時(shí)就得用銑切法來解決。

銑切法的缺點(diǎn)是：易出現(xiàn)分度誤差（即齒距誤差），生產(chǎn)率較低，不宜加工齒數(shù)較多的零件。一般應(yīng)用銑切齒數(shù)20以下的零件。對(duì)于齒數(shù)較多且只能單件生產(chǎn)的零件，如時(shí)輪、條盒輪，用銑切法加工效率太低，不宜采用。

2、滾齒加工

滾切法分展成（范成）滾齒法和成形滾齒法兩種

（1）展成（范成）滾齒法滾切原理，它是應(yīng)用工件齒形與刀具齒形互為包絡(luò)線的嚙合理論，滾刀和工件分別按自己的速度均勻旋轉(zhuǎn)，滾刀還沿工件作軸向走刀。展成法加工是把滾切齒輪的過程看成齒條與齒輪的嚙合過程。

（2）成形滾齒法采用與輪齒齒溝形狀完全相同的特殊結(jié)構(gòu)滾刀，在均勻旋轉(zhuǎn)的滾齒機(jī)上進(jìn)行滾齒。切削時(shí)滾刀和工件都旋轉(zhuǎn)，滾刀還沿工件作軸向走刀（這與展成法同）。此法的滾刀切削沒有齒形的嚙合作用，刀齒分布在一個(gè)近似的單頭螺旋線上，形狀和位置可根據(jù)切削理論合理布置，每個(gè)刀齒依次進(jìn)行切削加工。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是總結(jié)了銑齒法和展成法兩者的優(yōu)點(diǎn)，是一種較理想的加工方法，對(duì)非漸開線的特殊齒形零件加工效果較好。

3、沖齒加工

沖齒盡量用在模數(shù)較大的齒輪，模數(shù)較大，光潔度、精度要求較低的齒輪容易保證質(zhì)量。

零件不宜太厚，通常零件的厚度小于齒厚，零件的齒厚不僅取決于模數(shù)m，同時(shí)將隨傳動(dòng)性質(zhì)而定，如加工輪片、輪軸、雙向傳動(dòng)的齒形，模數(shù)相同時(shí)齒厚均不相同。（故不能將零件厚度與模數(shù)直接相比），同時(shí)齒尖最好有大于0.05mm的圓角，以利加工。

二、按加工零件種類可分為兩類

1、輪片加工

在輪片加工方面，基本是穿串滾齒，有三種定位方式，

1）輪輻定位：主要適用于有輪輻的輪片，該定位方法可保證輪輻與齒的同心度偏差不至過大，一般輪緣不均為0.06mm。

2）芯軸定位：一般適用于輪片無輪輻、但中心孔較大的輪片，最小芯軸直徑應(yīng)不小于0.7mm，芯軸過細(xì)會(huì)導(dǎo)致滾齒切削力對(duì)芯軸徑向施力，造成零件滾齒徑跳大，或芯軸強(qiáng)度不夠易折斷等，一般芯軸夾具兩側(cè)的加緊件外徑應(yīng)為加工零件齒根以下0.02mm-0.04mm的位置。

3）外圓定位：一般用于中心孔過小，無法用芯軸定位且沒有輪輻的輪片，該定位方法的優(yōu)點(diǎn)是，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，沒有徑向跳動(dòng)要求，且對(duì)齒形外徑相近的零件加工夾具擁有較好的通用性，減少機(jī)床更換加工對(duì)象時(shí)夾具的調(diào)換時(shí)間，效率較高；缺點(diǎn)是：沒有預(yù)孔，沖孔后撕裂較大。

2、軸齒加工

在齒軸加工方法中，按定位方法分，可分為以下三種：

1）肩面倒角定位：定位方法如圖所示，該定位方法主要適用于主傳動(dòng)齒輪。此種定位方法要求毛坯肩面倒角清晰、夾具牙印清晰、鋒利、均勻，以便帶動(dòng)被加工件旋轉(zhuǎn)。

另外，夾具座部分與滾刀外圓的關(guān)系為：在不銑到夾具座的情況下，盡量選取外圓較大的滾刀。

2）軸齒孔定位：主要適用于自動(dòng)、跨、撥針類齒軸。此種定位方法要求孔倒角清晰，定位夾具牙印清晰、鋒利、均勻，以便帶動(dòng)被加工件旋轉(zhuǎn)；夾具形狀必須有利于滾刀運(yùn)動(dòng)，即夾具頭部必須小于零件的齒根圓，夾具座應(yīng)躲開刀具的滾切運(yùn)動(dòng)。

3）外圓定位：一般用于端面銑床加工，如立輪、離合輪的齒形加工，要求被加工件外徑公差小，定位的彈簧夾具彈性優(yōu)良。（彈簧夾具如圖）

三、特殊零件齒形加工注意事項(xiàng)

1、關(guān)于滾齒外徑較小類的銅質(zhì)輪片滾齒加工時(shí)，由于齒根到中心孔之間距離較近，不再適用于芯軸定位時(shí)的夾具設(shè)計(jì)規(guī)則，此時(shí)應(yīng)適量將滾齒夾具外徑加大，可大于齒根圓，使夾具強(qiáng)度得到保障，夾具強(qiáng)度過小，則容易發(fā)生裝夾時(shí)夾具頂豁現(xiàn)象。且此時(shí)滾齒行程應(yīng)適應(yīng)于機(jī)床夾緊力，不可行程過長(zhǎng)而導(dǎo)致徑向跳動(dòng)難以保證。

2、關(guān)于尖齒齒形的加工，對(duì)機(jī)床調(diào)試要求較高，在合適的螺旋升角下，將齒形調(diào)整到齒形公差內(nèi)，由于加工齒形齒尖即滾刀齒根，刀磨損后尖齒圓角增大，所以在加工中要及時(shí)查驗(yàn)、錯(cuò)刀，避免齒尖圓角過大造成齒形不合格。