1 插齒加工原理及（jí）直齒（chǐ）圓柱內（nèi）齒輪（lún）加工

      特（tè）點研究

1 . 1 插齒加工原理

      內齒輪加工原理與外齒輪加（jiā）工原（yuán）理基本一致, 本文通過（guò）插齒機加工外齒（chǐ）輪（lún）原理對插齒（chǐ）加工原（yuán）理進行（háng）分析。如(圖1),為插齒機（jī）采取滾刀法加（jiā）工（gōng）外齒（chǐ）輪（lún）原理（lǐ）示意圖:

      在插齒機加（jiā）工齒輪過程中, 齒輪插刀與被切齒輪工（gōng）件之間的運（yùn）動類似於一對齧（niè）合傳動（dòng）齒（chǐ）輪,在進行插齒作（zuò）業（yè）時,齒輪插刀（dāo）則會沿著上圖中Z 軸（zhóu）方向即工件軸向進行直（zhí）線往複運（yùn）動（dòng）, 通過直線往複運動進行工件切割, 切出（chū）齒寬（kuān）;在轉動過程中, 插齒刀與被切工件齒輪進行無間隙齧合運動,完（wán）成一圈齧合運動後,插（chā）齒刀按照上圖中X軸方向作一次徑向進給, 循環操作並完後所有齒輪加工。

1 . 2 直齒圓柱內齒輪（lún）加工特點研究

      內齒輪相對一般齒輪, 其加工空（kōng）間十分有限, 空間限（xiàn）製為（wéi）內齒輪加工帶來了較大難（nán）度, 不利於加工磨削, 采取精插削工藝,可以有效（xiào）提高內齒輪加工精度。應用插削進行工件加工, 其加工精度一般控製在IT6-IT8範圍內,表麵粗糙度可以控製在Ra0.63-2.5範圍內;直齒圓柱內齒輪加工要求齒輪（lún）齒形其誤差（chà）較小,齒麵精度較高;在進行直齒圓柱內（nèi）齒輪加工過程中, 存（cún）在著空程（chéng）問題,生產效率較低;插齒機與插齒。 

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

      為保證直（zhí）齒（chǐ）圓（yuán）柱（zhù）內齒輪加工速整體質量,應進一步提高插齒刀製造精度,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）剛度,應充分保證夾（jiá）緊工件（jiàn）安裝牢固性及正（zhèng）確性。實現內齒輪加工質量的關鍵,還應（yīng）合理控製（zhì）加工過程中刀具徑向進給量（liàng）與軸向進給速度。本文重點對直齒圓柱內齒輪加工插（chā）齒刀穩定進給條件進行研究。

2 直齒圓柱內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力在x、y、z三個軸向中所存在的分力（lì）Fx、Fy、Fz,其分力對（duì）z 軸（zhóu）向中的主進給運動影響最小時其切削過程較為穩定,在（zài）這種狀態下所切（qiē）削（xuē）出的齒輪質量最為優良。(圖2)為直齒（chǐ）圓柱內齒輪加工刀具受力狀（zhuàng）態示意圖:

      插齒刀切削合力（lì）中分力Fz屬於z 軸（zhóu）方向主切削力（lì）, F z 切削力（lì）占全部切削力的80%-90%,屬於插齒機（jī）床零件設計、插齒刀具計算、插齒機床功率（lǜ）確定等基本性依據。Fz切削力直接作（zuò）用於切削齒輪工件,在（zài）切削運（yùn）動中切出齒輪齒形, 在切削過程中為保持切削平衡, 由插齒機床工作平台提供支撐反力。然而在（zài）內齒輪切削過程中,進行金（jīn）屬（shǔ）切削所需要的切削力（lì）是不斷變化的,插齒刀隨著z軸方向逐（zhú）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（qiē）削力則逐漸發生了變化, 這種變化過程導致內齒輪加工過程的不穩定。此外,隨著切削沿x軸方向切削深（shēn）度的加大,其切（qiē）削麵積也出現一定變化,同樣為齒輪（lún）加工穩定性造成影響。為穩定插齒刀切削（xuē）進給,應合理控製徑向進給量與z軸方向進給速度。

      插（chā）齒刀切削合力中分力（lì）Fx屬（shǔ）於x 軸方（fāng）向（xiàng）中的（de）切削力,Fx切削分力占全部切削力的3%-5%,屬於工件（jiàn）撓度計算、插齒（chǐ）刀具加工、插齒（chǐ）機床強度設（shè）計的重要依據。Fx切削（xuē）分（fèn）力配合Fz主切削分力進行齒輪加工,在（zài）保證徑向切削深度中發揮著重要（yào）作用（yòng）。Fx切削分力主要是由插齒機刀架抗力及刀杆抗力實現（xiàn）加工（gōng）合力平衡。插齒刀切削合力中分力Fy屬於y軸方向中的切削（xuē）力,屬於進給（gěi）功率計算、齒輪機床進給（gěi）機構設計的重要依據,Fy切削分力平衡主要（yào）是由是機（jī）床夾具（jù）來實現。

      通過綜合研（yán）究獲得, 研究切削力作用（yòng）下進給穩定條件,實質上是進行插齒刀沿z軸方向切削進給量的穩（wěn）定條件以及沿x軸方向切深進給穩（wěn）定條件的研究。

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（gāo）切削質量, 要求（qiú）插齒刀全齒高在尺寸上較之加工工件較（jiào）大,插齒刀截麵示意圖如（rú）下:

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

      其中h代表全齒高,ha代表插齒刀齒頂高度,hf代表插齒刀齒根（gēn）高度,c代表被加（jiā）工（gōng）齒輪頂（dǐng）隙,c*代表頂隙係數,m代表插齒刀模數,a代表壓力角,b代表齒頂寬度,ha*代表齒（chǐ）頂高係數。

      為實現切削進給（gěi）穩定, 要求每一齒（chǐ）被切削麵（miàn）積保持一致,切削力Fz相等,保持切削（xuē）進給平穩性,最（zuì）終完成所有齒形加工。在內齒輪加工過程中,插刀刀杆沿z軸方（fāng）向進行垂直切削進給時,承（chéng）受著徑向（xiàng）反（fǎn）力Fx作用,容易出現插刀刀杆（gǎn）變形問題（tí）,對齒輪加工精度及質量造成影響,為此,應提高刀杆（gǎn）強度（dù）與刀杆剛度,避（bì）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件,實現直齒圓柱齒輪加工質量。

4 結語

      內（nèi）齒輪傳動因其傳動比較大, 承載能力強,可以實現負荷變速傳動,在機械設備加工與製造（zào）中應用十分廣泛。為保證內齒（chǐ）輪加（jiā）工質量,多采取插削加工法。本（běn）文（wén）在研究插齒加工原理及（jí）直齒圓柱內齒輪加工特點基（jī）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穩定條件進行研究。在進行（háng）直齒圓柱內齒輪切削加工過程中,滿足其切（qiē）削進（jìn）給穩定條件（jiàn）,提高對內齒（chǐ）輪加工精度及表麵質量的控製, 有效提高齒輪傳（chuán）動平穩性、準確性與傳動承載能力,實現齒輪加工與應用的綜合效益（yì）。