插齿加工

基本概况

插齿也是一种广泛应用的齿形加工方法，常与滚齿并提。它相当于一对圆柱齿轮啮合，插齿刀相当于一个变位齿轮。插齿时，有插齿刀上下往复运动，往下是切削；有让刀运动，即插齿刀向上时，工件或刀具在径向退让一个距离，以防止刀具擦伤已加工面；有展成运动，还有径向进给运动。

工作原理

原理

精度分析

工件齿距累积偏差大于滚齿

①滚齿时，如果用单头滚刀加工，一般只是一周多一些的刀齿参加切削，而插齿时，所有刀齿都参加切削，因此插齿刀的齿距累积误差将直接影响工件的齿距累积误差。工件如果以后还要进行剃齿，则剃前应该用滚齿，因为剃齿时是自由对滚，很难修正齿距累积误差，但却可提高齿形精度。

②工件安装时的几何偏心及其内孔与端面不垂直会影响工件的齿距累积误差，这与滚齿相同；但插齿刀的安装误差和制造误差中的几何偏心，如插齿刀的几何中心与回转中心有偏心，插齿刀内孔与齿圈的偏心等，也会影响齿距累积误差。

③机床转动误差中，工作台分度蜗轮的齿距累积误差会影响工件的齿距累积误差，这与滚齿相同，即运动偏心的影响。但是插齿刀头架分度蜗轮的运动偏心也要影响。

齿形误差小于滚齿

①滚刀有阿基米德蜗杆、多边棱角形、铲齿、螺旋角等设计误差。插齿刀虽有多边棱角形问题，但可用减小沿工件周向进给来改善，因此齿形精度较高。

②插齿刀的制造精度比滚刀易于保证。这样插齿刀的齿形误差就比较小，对插齿工件的齿形误差也小。

③机床工作台分度蜗杆的误差会影响齿形误差，但插齿时插齿刀头架的分度蜗杆误差会影响齿形误差。

由以上分析可知，总的结果是插齿的齿形精度较高。

粗糙度分析

插齿的表面粗糙度值和波度值比滚齿的小。因为插齿相当于刨齿，滚齿相当于铣齿。对齿面来说，插齿时切削是连续的。

滚齿时，由于刀槽数量有限，齿形的多边棱角形较大，插齿时，插齿刀的上下往复运动次数可随工件周向进给速度的减小而相对增加，因而可以减小多边棱角，降低表面粗糙度Rz值。实际上，插齿刀，上下往复运动的速度不变，只改变展成运动的速度。

生产率分析

一般来说滚齿的生产率高于插齿的生产率，因为插齿是往复运动，回程不切削。插齿系统刚度较低，切削用量不能太大。对于小模数齿轮（m<2.5 mm），插齿的生产率可能高于滚齿。对于薄齿轮，单件生产时，滚齿的切入长度大，可能生产率不及插齿。插齿的生产率可从以下几方面来提高：

1、高速插齿。目前一般插齿机的插齿刀往复运动的速度为每分钟几百次，高速插齿机可提高到每分钟1200~1500次。但由于是往复运动，会受到惯性和振动的限制。

2、可提高周向进给量。这和齿形精度有矛盾。另外随着周向进给量的增加，让刀量也要增加。

3、多件加工。对于薄工件可以几件叠在一起加工。

4、循环工位加工。将安装工件的时间和机工时间重合起来，采用转位的方法上料。还可以双主轴插齿机同时加工两个工件。

应用范围

1、插齿可加工内齿轮和齿条（有专门的插齿刀插齿条机床），滚齿却不能。

2、插齿刀加工多联齿轮时，齿轮间的空刀空间可较小，而滚齿刀则需较大空间。

3、插齿刀加工扇形齿轮时比滚齿生产率高，滚齿的空程损失太大。

4、插齿刀有专门附件时能加工斜齿轮，即插齿刀上有螺旋导套使它在上下往复运动时附加一个往复回转运动，而滚齿刀加工斜齿轮则比较方便，一般多用滚齿刀加工斜齿轮。

5、滚齿刀可以加工蜗轮，因为它可以径向进给，插齿刀却不能加工蜗轮。