插齒加工精度分析

插齒加工工件齒距累積偏差大于滾齒

①滾齒時(shí)，如果用單頭滾刀加工，一般只是一周多一些的刀齒參加切削，而插齒時(shí)，所有刀齒都參加切削，因此插齒刀的齒距累積誤差將直接影響工件的齒距累積誤差。工件如果以后還要進(jìn)行剃齒，則剃前應(yīng)該用滾齒，因?yàn)樘挲X時(shí)是自由對(duì)滾，很難修正齒距累積誤差，但卻可提高齒形精度。

②工件安裝時(shí)的幾何偏心及其內(nèi)孔與端面不垂直會(huì)影響工件的齒距累積誤差，這與滾齒相同；但插齒刀的安裝誤差和制造誤差中的幾何偏心，如插齒刀的幾何中心與回轉(zhuǎn)中心有偏心，插齒刀內(nèi)孔與齒圈的偏心等，也會(huì)影響齒距累積誤差。

③機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)誤差中，工作臺(tái)分度蝸輪的齒距累積誤差會(huì)影響工件的齒距累積誤差，這與滾齒相同，即運(yùn)動(dòng)偏心的影響。但是插齒刀頭架分度蝸輪的運(yùn)動(dòng)偏心也要影響。

插齒加工齒形誤差小于滾齒

①滾刀有阿基米德蝸桿、多邊棱角形、鏟齒、螺旋角等設(shè)計(jì)誤差。插齒刀雖有多邊棱角形問(wèn)題，但可用減小沿工件周向進(jìn)給來(lái)改善，因此齒形精度較高。

②插齒刀的制造精度比滾刀易于保證。這樣插齒刀的齒形誤差就比較小，對(duì)插齒工件的齒形誤差也小。

③機(jī)床工作臺(tái)分度蝸桿的誤差會(huì)影響齒形誤差，但插齒時(shí)插齒刀頭架的分度蝸桿誤差會(huì)影響齒形誤差。

由以上分析可知，總的結(jié)果是插齒的齒形精度較高。

插齒的加工過(guò)程，從原理上講，相當(dāng)于一對(duì)直齒圓柱齒輪的嚙合。工件和插齒刀的運(yùn)動(dòng)形式見(jiàn)圖1a。插齒刀相當(dāng)于一個(gè)在齒輪上磨出前角和后角，形成切削刃的齒輪，而齒輪齒坯則作為另一個(gè)齒輪。插齒時(shí)刀具沿工件軸線方向作高速的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，形成切削加工的主運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還與工件作無(wú)間隙的嚙合運(yùn)動(dòng)，在工件上加工出全部輪齒齒廓。在加工過(guò)程中，刀具每往復(fù)一次僅切出工件齒槽的很小一部分，工件齒槽的齒面曲線是由插齒刀切削刃多飲切削的包絡(luò)線所組成的，如圖1b所示。

插齒也是一種廣泛應(yīng)用的齒形加工方法，常與滾齒并提。它相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪嚙合，插齒刀相當(dāng)于一個(gè)變位齒輪。插齒時(shí)，有插齒刀上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，往下是切削；有讓刀運(yùn)動(dòng)，即插齒刀向上時(shí)，工件或刀具在徑向退讓一個(gè)距離，以防止刀具擦傷已加工面；有展成運(yùn)動(dòng)，還有徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

插齒的表面粗糙度值和波度值比滾齒的小。因?yàn)椴妪X相當(dāng)于刨齒，滾齒相當(dāng)于銑齒。對(duì)齒面來(lái)說(shuō)，插齒時(shí)切削是連續(xù)的。

滾齒時(shí)，由于刀槽數(shù)量有限，齒形的多邊棱角形較大，插齒時(shí),插齒刀的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)可隨工件周向進(jìn)給速度的減小而相對(duì)增加，因而可以減小多邊棱角，降低表面粗糙度Rz值。實(shí)際上，插齒刀，上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度不變，只改變展成運(yùn)動(dòng)的速度。

一般來(lái)說(shuō)滾齒的生產(chǎn)率高于插齒的生產(chǎn)率，因?yàn)椴妪X是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，回程不切削。插齒系統(tǒng)剛度較低，切削用量不能太大。對(duì)于小模數(shù)齒輪（m<2.5 mm），插齒的生產(chǎn)率可能高于滾齒。對(duì)于薄齒輪，單件生產(chǎn)時(shí)，滾齒的切入長(zhǎng)度大，可能生產(chǎn)率不及插齒。插齒的生產(chǎn)率可從以下幾方面來(lái)提高：

1、高速插齒。目前一般插齒機(jī)的插齒刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)的速度為每分鐘幾百次，高速插齒機(jī)可提高到每分鐘1200~1500次。但由于是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，會(huì)受到慣性和振動(dòng)的限制。

2、可提高周向進(jìn)給量。這和齒形精度有矛盾。另外隨著周向進(jìn)給量的增加,讓刀量也要增加。

3、多件加工。對(duì)于薄工件可以幾件疊在一起加工。

4、循環(huán)工位加工。將安裝工件的時(shí)間和機(jī)工時(shí)間重合起來(lái)，采用轉(zhuǎn)位的方法上料。還可以雙主軸插齒機(jī)同時(shí)加工兩個(gè)工件。

1、插齒可加工內(nèi)齒輪和齒條（有專門(mén)的插齒刀插齒條機(jī)床），滾齒卻不能。

2、插齒刀加工多聯(lián)齒輪時(shí)，齒輪間的空刀空間可較小，而滾齒刀則需較大空間。

3、插齒刀加工扇形齒輪時(shí)比滾齒生產(chǎn)率高，滾齒的空程損失太大。

4、插齒刀有專門(mén)附件時(shí)能加工斜齒輪，即插齒刀上有螺旋導(dǎo)套使它在上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)附加一個(gè)往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而滾齒刀加工斜齒輪則比較方便，一般多用滾齒刀加工斜齒輪。

5、滾齒刀可以加工蝸輪，因?yàn)樗梢詮较蜻M(jìn)給，插齒刀卻不能加工蝸輪。