摘　要：随着机械化程度的不断提高，越来越多的加工方法表现出各自的优缺点。本文在实践经验的基础上对标准齿轮的仿形法进行了总结和归纳，从基本的加工方法入手，对标准齿轮的加工方法进行了阐述，力求加工工艺简洁明了并具有实用性。该方法在加工方法上具有实际可操作性，在实践教学中具备了一定的可行性。

     关键词：标准齿轮；展成法；仿形法；公法线长度测量

    标准齿轮是一种机械传动零件，主要为传递运动和动力的装置，在任何一个机械部件中所起的作用都非常关键，所以齿轮质量好坏直接影响到传动的平稳、噪声大小及齿轮的使用寿命；因此，加工齿轮要求齿形要正，节圆跳动小，齿距等分，公法线长度适中以及表面粗糙度小。

     １　、齿轮加工方法

    通常在齿轮加工过程中，主要利用其齿形啮合原理和齿形曲线来进行加工，主要的加工方法有２种，如图１所示。

                         图１　齿轮加工方法

     １．１　展成法

    展成法加工齿轮是根据齿轮啮合原理，将２个齿轮在传动的过程中加工出来，一般加工时１个模数１把刀具，适合于大批量和效率要求高的生产加工。

     １．２　仿形法

    仿形法齿形曲线靠齿轮铣刀来保证，齿距的均匀性靠分度头来保证。在铣床上用仿形法铣削齿轮一般能达到９级精度（１～５级为高级；６～８级为中级；９～１２级为低级）。仿形法加工直齿轮应确定３个条件，即模数、压力角和齿数，标准直齿轮的外径、节径、齿高、齿厚和公法线长度等都可计算或者查询得到，选择铣刀也依据这３个条件。

    展成法使用１个模数１把刀具（插刀或滚刀），而仿形齿轮铣刀使用１个模数８把刀具，每把刀具的加工范围见表１。从表１可以看出，选刀时需注意国家规定标准公制齿轮压力角为２０°［１－３］，另外，伞齿轮铣刀与通用铣刀外形基本相似，不能弄错。伞齿轮铣刀会注明“伞”或“□”字样，适合于小批量单件生产加工。

                        表１　仿形法刀具选用标准

     ２　、操作方法

     展成法加工一般是批量生产，比如法士特公司利用展成法进行批量生产，机械化程度较高，效率也较高；而仿形法对人工操作水平要求高，适用于单件加工，本文以仿形法为例进行加工。

     ２．１　加工步骤

     在选刀和装刀时，依据表１进行选刀，然后安装分度头和尾架，对其进行校正，外圆跳动、上母线和侧母线允许差≤０．０３ｍｍ，上齿坯校正≤０．０３ｍｍ。通过前期的计算调整，分度头满足ｎ＝４０／ｚ（ｎ 是转速，ｚ是走刀量，对于钢件：ｎ＝９５～１５０ｒ／ｍｉｎ，ｚ＝４７．５～６０ｍｍ／ｍｉｎ；对于铸件：ｎ＝７５～１１８ｒ／ｍｉｎ，ｚ＝４７．５～６０ｍｍ／ｍｉｎ），计算手柄转速选取分度盘孔数，调整定位销和分度叉，拧紧分度盘紧固螺钉。线对中心铣削１个槽并检查中心，其深度为１．５
ｍｍ，检查棒直径为１．５ｍｍ。进行铣削加工并测量，测出齿数，测量公法线长度并与公法线长度要求尺寸（取中间公差）比较。根据公式Ｈ＝１．４６（Ｌ１－Ｌ２）计算升高量（Ｈ 是升高量，１．４６是常数，Ｌ１是实测尺寸，Ｌ２是要求尺寸），升高后铣削第１个槽，再摇过１个跨测齿数，铣削第２个槽，再测量公法线长度是否符合要求，如果还大，按上述方法再得到升高量，直到符合要求为止，依次铣削完毕并测量合格后，卸下工件。

     ２．２　加工注意要点

    １）对齿坯进行检查，主要应检查齿顶圆直径，圆周与端面的圆跳动并计算齿顶圆直径是否符合加工要求，用游标卡尺测量是否与齿坯外圆直径相符。
    ２）分度头与尾架安装和校正时，分度头卡盘、尾架和工件一定要夹牢并预留好装加工件的位置，以便于装卸工件。
    ３）工件的安装和校正。齿轮按齿坯形状分为孔齿轮和轴齿轮２种，安装后仍要校正其顶圆与分度头主轴心线的同轴度，确定符合图样精度要求。
    ４）分度头分度手柄转数的计算和调整。例如当ｚ＝３２，ｍ＝２，压力角为２０°时，由ｎ＝４０／ｚ得ｎ＝４０／３２（手柄转数为１转又１／４个孔距）。分度要仔细，分度手柄不能摇过，如果摇过要返回１圈重新摇，以排除间隙，分度前松开主轴紧固手柄，分度后紧固手柄，否则齿距会不相等。
    ５）选择与安装铣刀。根据ｍ 数和齿形角选出模数相同的成套铣刀，再根据齿数ｚ 选出符合要求齿的铣刀，将铣刀安装于铣刀刀轴上，位置应尽量靠近主轴，以增加铣刀安装刚度。
    ６）调整切削用量，检查中心齿槽，返回原位再次铣削，零件检查合格后再取下工件，否则会出现二次装夹造成的废品。
    ７）对中心。用划线试切对中心法在齿坯上划出中心线后，移动工作台，使齿坯的划线与铣刀廓形中心基本重合，然后在齿坯划线处铣削一浅印（小椭圆形），依据此浅印判断铣刀廓形是否与工件轴心线重合，也可低于和高于中心１～２ｍｍ划出２条线来对中心。
    ８）开车对刀。移动升降台，使铣刀与齿坯外圆轻轻接触，然后退出工件，记住刻度环的读数，根据模数计算齿顶高。例如ｈ 为４．４ｍｍ时，第１次上升４ｍｍ粗铣，依次铣削完全齿，第２次上升Ｈ ＝１．４６（Ｌ１－Ｌ２），精铣完第一齿后要进行测量，测量时选用公法线千分尺，符合图样公差要求后再依次分度铣削完各齿。

    ３　、直齿轮测量

    ３．１　铣刀廓形中心是否与齿坯轴心线重合

    利用圆柱测量法验证铣刀廓形中心是否与齿坯轴心线重合，其方法是将对好中心的齿坯先铣削一浅槽（一般为１．５ｍ），然后将长度大于齿坯厚度，直径近似为ｍ 的圆柱置于浅槽中，使分度头主轴转９０°，处于水平位置，用百分表测量圆柱两端并记下读数，再将分度头主轴转１８０°，使浅槽处于另一测，并水平移动百分表，看表上读数是否与原读数相同，如果相同则说明铣刀廓形中心与齿坯轴心线重合，如果不同，其差值的１／２即是轴心线的偏移量，按偏移量移动横向工作台可使中心对准。

     ３．２　齿厚测量

     一般在测量时可使用公法线长度测量和固定弦齿厚测量２种方法，习惯上用公法线长度法测量，量具是公法线千分尺，用来测量圆周面上的数据；而固定弦齿厚测量是测量单个齿公称直径处的距离。

     ４　、易产生的问题及产生原因

     １）齿形出现偏斜是对中心不准所致。
     ２）齿厚大小不等，齿距不均匀，原因是工件的径向跳动过大或未校正，分度头不准或摇错分度手柄转速后未消除间隙。
     ３）齿厚尺寸不正确，原因是使用齿厚游标卡尺量不正确或卡尺测量爪磨损有误差，切削深度调整得不正确，铣刀刀号选择不对。
     ４）齿轮齿数不对，原因是计算分度错误或选错了孔圈，查错了孔距。
   　５）齿面表面粗糙度不符合图样要求，原因是切削速度过大或过小，进给量太大。

     ５　、结语

     机械加工中作为标准齿轮的加工方法有很多种，本文主要以普通卧式万能铣床Ｘ６１３２为例进行研究，以实践研究提高教学质量为最终目的，希望在今后的学习和工作中能解决更多的加工难题。