1 插齒（chǐ）加（jiā）工原理及直齒圓柱內齒輪加工

      特點研究

1 . 1 插齒加工原理

      內齒輪加工原（yuán）理與外齒輪（lún）加工原理（lǐ）基本一致, 本文通過插齒機加（jiā）工外齒（chǐ）輪（lún）原理對插齒加工原理進行分析。如(圖1),為插齒（chǐ）機采取滾刀法加工外齒輪原理示意圖:

      在插齒機加工齒輪過程中, 齒輪插刀與被切齒輪工件之間的運（yùn）動類（lèi）似於一對齧（niè）合傳動齒輪,在進行插齒作業時,齒輪插刀則會沿著上圖中Z 軸方向即工件軸（zhóu）向進行直（zhí）線往複運（yùn）動, 通過直線往複運（yùn）動進行工件切割（gē）, 切（qiē）出齒（chǐ）寬;在轉動過程（chéng）中, 插齒刀與被切（qiē）工件齒輪進行無間隙齧合運動,完成一圈齧合運動後,插齒刀按照上圖中X軸方向作一次徑（jìng）向進給（gěi）, 循環（huán）操作並完後所有齒輪加工。

1 . 2 直齒圓柱內齒輪加工特點研究（jiū）

      內（nèi）齒輪相對一般齒輪, 其加工空間十分有限, 空間限製為內齒輪加工帶來了較大難度, 不（bú）利於加工磨削, 采取精插削工藝（yì）,可以有效提高內齒輪加工精度。應用插削進行工件加（jiā）工, 其加工精度一般控製在IT6-IT8範（fàn）圍內,表（biǎo）麵粗糙度（dù）可以控製在Ra0.63-2.5範圍內;直齒圓柱（zhù）內齒輪（lún）加工要求（qiú）齒輪齒形其誤差較小,齒麵（miàn）精度較高;在進（jìn）行直齒圓柱內齒（chǐ）輪加工過程中, 存在著空（kōng）程問題,生產效率較低（dī）;插齒機與插齒。 

      刀剛度偏低, 容易對直齒圓柱內齒輪加（jiā）工質（zhì）量及精度造成較大影響。

      為保證直齒圓柱內齒輪加工速整體質量,應進一步提高插齒刀製造精（jīng）度,保證插齒刀安裝精度, 降低加工過程中圓周進給量,為提高插齒機與插齒刀強度及其（qí）剛（gāng）度,應充分保證夾緊工（gōng）件安裝牢固（gù）性（xìng）及正確（què）性。實現內齒輪加工質量的關鍵,還應合理（lǐ）控製加工過程中刀具徑向進給量與軸向（xiàng）進給（gěi）速度。本文重點對直（zhí）齒圓柱內齒輪加工插齒刀穩（wěn）定進（jìn）給條件進行研究。

2 直齒圓柱內（nèi）齒輪加工刀具受力狀況分析

      直（zhí）齒圓柱內齒輪在進行切削加工的過程中（zhōng）,當插齒刀切削所產生的合（hé）力在x、y、z三個軸向中所存在的分力Fx、Fy、Fz,其分力對z 軸向（xiàng）中的主進給運動影響最小時其切（qiē）削過程較為穩（wěn）定,在這種狀態下所切削出的齒輪質量最為優良。(圖2)為直齒圓柱內齒輪加工刀（dāo）具受力狀態示（shì）意圖:

      插齒刀切削合力中分力Fz屬於z 軸方向主切削力, F z 切削力占全（quán）部切削力的80%-90%,屬於插齒機床零件設計、插齒刀具計算、插齒機床功率確定等基（jī）本性依據。Fz切削力直接作用（yòng）於切削（xuē）齒輪工件,在切削運動中切出齒輪齒形（xíng）, 在切削過程中為（wéi）保持切削平衡（héng）, 由（yóu）插（chā）齒機床工作平台提供支撐反力。然而（ér）在內齒輪切削（xuē）過程中,進行金屬切削所（suǒ）需要的（de）切削力是不斷變化的,插齒刀隨著z軸方向逐漸下移,在這個過程中,切削金屬抗力降低,金屬切削所需要的切削（xuē）力則逐漸發生了變化, 這種變（biàn）化過程導致內齒輪加工過程的不穩定。此外（wài）,隨著切削沿x軸方向切（qiē）削深度的加大,其切削麵積也出現一定變化,同樣為齒輪加工穩（wěn）定性造成影響。為穩定插齒刀切（qiē）削進給,應合理控製徑向進給量與z軸方（fāng）向進給（gěi）速度。

      插齒刀切削合力（lì）中分力Fx屬於（yú）x 軸方向中的切削力,Fx切削分力占全部切（qiē）削（xuē）力的3%-5%,屬於工件撓度計算、插齒刀具加工、插齒機床強度設計的重要依據。Fx切削分力配合Fz主切（qiē）削分力進行齒輪加工（gōng）,在保證徑向切削深度中發揮著重要作用。Fx切削分力主要是由插齒機刀（dāo）架（jià）抗力及刀杆抗力實現加工合力平衡（héng）。插齒刀（dāo）切削合力中分力Fy屬於y軸方向中的（de）切削力,屬於進給功率計（jì）算、齒輪機床進給機構設計的重要依據（jù）,Fy切削分力平衡主要是由是機床夾具來實現。

      通（tōng）過綜合研究獲得, 研究切削力作用下進給穩定條件（jiàn）,實（shí）質上（shàng）是（shì）進行插齒刀沿z軸方向切削進給量的穩定條件以及沿x軸方向切深進給穩定條（tiáo）件的研究。

3 直齒圓（yuán）柱內齒輪加工穩定進給條件研究

      為保證被切工件全齒（chǐ）高切削質量, 要求插齒刀全齒高在尺寸上較之加工工件較大,插齒（chǐ）刀截麵示意圖如下:

根據( 圖（tú）3) 可以獲知（zhī）, 插齒刀全齒高h=ha+hf+c,則插齒刀齒頂寬度b為:

      其中h代表全齒高,ha代表插齒刀齒（chǐ）頂高度,hf代表插齒刀齒根高度,c代表被加工齒輪頂隙（xì）,c*代表頂隙（xì）係數,m代（dài）表插齒刀模數,a代表壓力角,b代表齒頂寬度,ha*代表齒頂高係數。

      為實現切削（xuē）進給穩（wěn）定, 要求每一齒被切削麵積保持一致,切削力Fz相等,保持切削進給平穩性,最終完成所（suǒ）有齒形（xíng）加工。在內齒輪加工過程中,插（chā）刀刀杆沿z軸方向進（jìn）行垂直切削進給時,承受著徑（jìng）向反（fǎn）力Fx作用,容易出現插刀刀杆變形（xíng）問題,對齒輪加工精度及（jí）質（zhì）量造成影響,為此,應提（tí）高刀杆強度與刀杆剛度（dù）,避免出現變形問題,實現齒輪加（jiā）工質量。通過滿足切削進給穩定條（tiáo）件,實現直齒圓（yuán）柱齒輪加工質量。

4 結語

      內齒輪傳動因其傳動比較大, 承載能力（lì）強,可以實現負荷變速傳（chuán）動,在機械設備（bèi）加工與製造中應用十（shí）分廣泛（fàn）。為（wéi）保證內齒輪（lún）加工質量,多采取插削加工法。本文在研究插齒加工原理及直齒圓柱內齒輪加工特點（diǎn）基礎上, 對直齒圓柱內齒輪加工刀具受力狀況與刀具切削進給（gěi）穩定條件進行研究。在進行直齒圓柱內齒輪切削加工過程中,滿足其切削進給穩定條件（jiàn）,提高對內齒輪加工精度及表麵（miàn）質（zhì）量的控製, 有效提高齒輪傳動平穩（wěn）性、準確性與傳動承載能力（lì）,實現齒輪加工與應用的綜合效益。