齒輪在所有機械設備中具有舉足輕重的地位，數控銑床上的許多零件都是由各種不同形式的齒輪組成的，同時(shí)許多的運動(dòng)方式也是由齒輪帶動(dòng)的。下面為大家分享一下齒輪精密加工的原理和方法。

數控銑床剃齒常用于未淬火圓柱齒輪的精加工，生產(chǎn)效率很高，是軟齒面精加工最常見(jiàn)的加工方法，可精加工淬火前的6~8級精度的直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。

1、剃齒原理。剃齒原理可用兩個(gè)軸線(xiàn)相交90°的斜齒條的嚙合來(lái)說(shuō)明。若齒條A以υΑ的速度沿圖示方向運動(dòng)時(shí)，則齒條B被迫以υB的速度沿著(zhù)和齒條A成直角的方向運動(dòng)。很顯然，要使運動(dòng)從一個(gè)方向轉移到另一個(gè)方向，則齒條的齒側面必然產(chǎn)生滑移速度υ滑，如果齒條A的齒兩側面開(kāi)出切削溝槽，并將兩構件A與B之間施加壓力，則構件A將以拉刀方式，從齒條B上切除微量金屬。

剃齒時(shí)，經(jīng)過(guò)預加工的工件裝夾在心軸上，頂在機床工作臺上的兩頂尖之間，可以自由轉動(dòng)。剌齒刀安裝在機床的主軸上，在機床的帶動(dòng)下與工件作無(wú)側隙的交錯軸斜齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)工件旋轉。

若將上述一對斜齒條轉化為一對相互嚙合的交錯軸斜齒輪，則齒條兩側平面由于分布在圓柱體上，就變成漸開(kāi)線(xiàn)螺旋面。在螺旋面兩側開(kāi)一些溝槽作為切削刃，這就是剃齒刀。當剃齒刀同滾齒或插齒加工后的齒輪以自由嚙合的方式相嚙合，組成剃齒的軸線(xiàn)即不平行也不相交的螺旋齒輪嚙合關(guān)系，并使剃齒刀和被剃齒輪緊密?chē)Ш闲D，被剃齒輪做縱向往復移動(dòng)，剃齒刀就會(huì )在齒輪側面切除像細發(fā)狀的微細切屑。剃齒的運動(dòng)有：

1） 主運動(dòng)υ刀——剃齒刀高速正反轉帶動(dòng)工件相應的旋轉υ工。

2） 工件沿軸向往復進(jìn)給運動(dòng)s縱——剃出全齒寬。

3） 工件每一往復行程后的徑向進(jìn)給運動(dòng)s徑——剃出全齒深。

2、剃齒刀。由于剃齒在原理上屬于一對交錯軸斜齒輪嚙合傳動(dòng)過(guò)程，所以剃齒刀實(shí)質(zhì)上是一個(gè)高精度的交錯軸斜齒輪，沿齒面齒高方向上開(kāi)有很多容屑槽形成切削刃，利用剃齒刀沿齒向開(kāi)出的鋸齒刀槽沿工件齒向切去一層很薄的金屬，在工件的齒面方向因剃齒刀無(wú)刃槽，雖有相對滑動(dòng)，但不起切削作用。

數控銑床根據嚙合原理，剃齒刀和被加工齒輪在齒長(cháng)法向的速度分量相等。在齒長(cháng)方向上，剃齒刀的速度是υ1t，被加工齒輪的速度分量是υ2t，二者的速度差為△υt。這一速度差使剃齒刀與被加工齒輪沿齒長(cháng)方向產(chǎn)生相對滑動(dòng)。在背向力的作用下，依靠刀齒和工件齒面之間的相對滑動(dòng)，從工件齒面上切除極薄的切屑（厚度可小至0.005~0.01mm）。進(jìn)行剃齒切削的必要條件是剃齒刀與齒輪的齒面之間有相對滑移。相對滑移的速度就是剃齒的切削速度。

剃齒刀通常用高速鋼制造，可剃制齒面硬度低于35HRC的齒輪。剃齒加工在汽車(chē)、拖拉機及金屬切削機床等行業(yè)中應用廣泛。

數控銑床冷擠齒輪是一種無(wú)切屑光整加工新工藝，擠齒和剃齒一樣，適用于淬火前的齒形精加工。

（1）冷擠原理。將留有擠齒余量的齒輪置于兩個(gè)高精度淬硬擠輪之間，擠輪和工件在一定壓力下作無(wú)間隙對滾，擠輪作連續徑向進(jìn)給，齒廓表面層的金屬產(chǎn)生塑性變形。擠齒就是通過(guò)表層變形來(lái)修正擠前齒輪的誤差。由于擠輪寬度大于齒輪寬度，擠齒時(shí)不必要軸向進(jìn)給。

擠齒時(shí)齒輪與擠輪軸線(xiàn)平行，因而擠多聯(lián)齒輪不受限制。但對模數相同、螺旋角不等的斜齒輪，需要為螺旋角不同的齒輪配備相應的擠輪。沒(méi)有剃齒時(shí)，一把刀具可滿(mǎn)足要求。

（2）擠齒的應用。擠齒對余量有一定要求，冷擠余量主要用于填補表面凹缺部分；擠齒對齒圈徑向圓跳動(dòng)有較好的校正能力；擠齒對齒輪運動(dòng)精度提高能力很小，對提高平穩性精度有利。冷擠過(guò)程中，主動(dòng)輪擠輪帶動(dòng)工件做逆時(shí)針?lè )较蜣D動(dòng)，這時(shí)工件的左側為主動(dòng)側，右側為從動(dòng)側。由于嚙合過(guò)程中的相對滑動(dòng)，主動(dòng)側的金屬由齒頂和齒根處向節圓處流動(dòng)，造成節圓處金屬堆積；反之，從動(dòng)側則由于金屬向齒頂和齒根流動(dòng)，造成節圓處中凹。綜合影響就出現了冷擠時(shí)齒輪的畸變現象。采取嚴格控制擠量、對擠輪修正等措施可以改變畸變現象。

（1）珩齒原理。珩齒原理和剃齒原理是一樣的，所不同的是珩齒使用的是珩磨輪，而剃齒是使用的是剃齒刀。珩磨輪在珩齒的過(guò)程中，相當于一個(gè)砂輪，珩齒的過(guò)程就是低速磨削、研磨與拋光的綜合過(guò)程。

作為數控銑床切削工具的珩磨輪是一個(gè)用磨料和環(huán)氧樹(shù)脂等材料作結合劑澆鑄或熱壓而成的、具有很高齒形精度的塑料齒輪，它不像剃齒刀有許多切削刃。在珩磨輪與工件嚙合的過(guò)程中，依靠珩磨輪齒面密布的磨粒，以一定的壓力和相對滑動(dòng)速度對工件表面進(jìn)行切削。

（2）珩齒特點(diǎn)。衍齒的特點(diǎn)在于，可以加工經(jīng)過(guò)熱處理后齒面淬硬了的齒輪；經(jīng)珩齒后齒面表面粗糙度可達Ra0.32?0.63μm，而且齒面上不會(huì )產(chǎn)生燒傷和裂痕；珩齒的生產(chǎn)率要比磨齒高出數倍；衍齒機具有較高的切削速度、較小的進(jìn)給量和較高的剛度，因此加工精度也比較高。衍齒余量—般不超過(guò)0.025mm，切削速度為1.5m/s左右，工件的軸向進(jìn)給量為0.3mm/r。

衍齒修正誤差的能力較差，珩前的齒槽預加工應盡可能采用滾齒，因為滾齒的運動(dòng)精度高于插齒；珩齒生產(chǎn)率高，一般為磨齒和研齒的10?20倍，刀具壽命也很高，珩磨輪每修正一次，可加工齒輪60?80件；珩磨輪比剃齒刀形狀簡(jiǎn)單；珩磨輪主要用來(lái)減小齒輪熱處理后齒面的表面粗糙度值，一般可從Ra1.6μm減小到Ra0.4μm以下。珩齒一般用于大批大量生產(chǎn)IT6?IT8級精度淬火齒輪的加工。

數控銑床磨齒加工適用于淬硬齒輪的精加工，是現有齒輪加工方法中加工精度最高的一種。其加工精度可達到IT4?IT6級，表面粗糙度可達Ra0.2?0.8μm。磨齒對磨前齒輪誤差或熱處理變形具有較強的修整能力；缺點(diǎn)是生產(chǎn)率低，加工成本較高。齒輪的磨削方法通常分為成形法和展成法兩大類(lèi)。

1、成形法磨齒。成形法磨齒分為磨內嚙合齒輪的加工情況和磨外嚙合齒輪的加工情況。在用成形法來(lái)磨齒輪時(shí)，砂輪磨成齒槽的形狀，砂輪高速旋轉并沿工件軸線(xiàn)方向做往復運動(dòng)。磨完一個(gè)齒槽后，分度—次再磨下一個(gè)齒梢。

2、展成法磨齒。展成法磨齒采取強制嚙合方式，不僅修正誤差的能力強，而且可以加工表面硬度很高的齒輪。但磨齒加工效率較低，機床結構復雜，調整困難，加工成本高。展成法磨齒分為連續磨削和單齒分度磨削兩大類(lèi)。

（1）連續磨削。磨齒機床是利用蝸桿形砂輪來(lái)磨削輪齒的，因此稱(chēng)為蝸桿砂輪型磨齒機床。它的工作原理和加工過(guò)程與滾齒機類(lèi)似，蝸桿砂輪相當于滾刀，加工時(shí)砂輪與工件做展成運動(dòng)，磨出漸開(kāi)線(xiàn)。磨削直齒圓柱齒輪的軸向齒線(xiàn)一般由工件沿其軸向做直線(xiàn)往復運動(dòng)而形成。這種機床能連續磨削，在各類(lèi)磨齒機床屮的生產(chǎn)效率最高；其缺點(diǎn)是，砂輪修整成蝸桿較困難，且不易得到很高的精度。

（2）單齒分度磨削。這類(lèi)磨齒機根據砂輪的形狀又可分為碟形砂輪型、大平面砂輪型和錐形砂輪型三種。它們的基本工作原理相同，都是利用齒條和齒輪的嚙合原理來(lái)磨削齒輪的。把砂輪代替齒條的一個(gè)齒、一個(gè)齒面或者兩個(gè)齒面，因此砂輪的磨削面是直線(xiàn)。加工時(shí)，被切齒輪在假想中的齒條上滾動(dòng)，每往復滾動(dòng)一次，完成一個(gè)或兩個(gè)齒面的磨削，因此需要經(jīng)過(guò)多次分度和加工，才能完成全部輪齒齒面的加工。