内容简介/刀具材料和刀具的选用
　　这本《刀具材料和刀具的选用》由郑文虎编著，除较系统地介绍了现代性能优良的刀具材料和各种刀具外，还提供了这些刀具材料和刀具切削各种工件材料时的相关参数与切削性能的比较，具有较强的实用性，也是实践经验的总结。本书分为刀具材料、刀具材料的选用、刀具几何参数和切削用量的选用、可转位刀片与刀具和数控刀具及使用等五章，共151个题目。
　　这本《刀具材料和刀具的选用》由郑文虎编著，以简明的文字、图和表，较系统地介绍了具材料和刀具的选用。全书分为刀具材料、刀具材料的选用、刀具几何参数和切削用量的选用、可转位刀片与刀具和数控刀具及使用等五章，共151个题目。工件材料除普通材料外，还有各种难切削材料的加工。
　　《刀具材料和刀具的选用》内容除供机械加工技术工人学习外，还可供机械加工技术工艺人员和相关专业学校师生参考。
　　I S B N ：5
　　作 者：郑文虎
　　出 版 社：国防工业
　　出版时间：
　　版 次：初版
　　开 本：小16开
目录/刀具材料和刀具的选用
　　第一章 刀具材料
　　1. 刀具材料在机械加工中的地位是什么？
　　2. 刀具材料分哪几大类？
　　3. 金属切削刀具材料应具备哪些基本性能？
　　4. 普通高速钢有哪几种？其性能是什么？
　　5. 高性能高速钢有哪几种？其性能是什么？
　　6. 粉末冶金高速钢有哪些性能？
　　7. 涂层高速钢有哪些性能特点？
　　8. 我国硬质合金分哪几大类？
　　9. 硬质合金的性能特点是什么？
　　10. 国际标准化组织(ISO)怎样对硬质合金分类？
　　11. 钨钴(WC+Co)类硬质合金有哪些牌号和性能与用途？
　　12. 钨钛钴(WC+Tic+Co)硬质合金有哪些牌号和性能与用途？
　　13. 通用(Yw)类硬质合金有哪些牌号和性能与用途？
　　14. 碳化钛(Tic)基硬质合金有哪些牌号、性能和用途？
　　15. 超细晶粒硬质合金有哪些牌号、性能和用途？
　　16. 专用铣削用硬质合金有哪些牌号、性能和用途？
　　17. 还有哪些性能良好的硬质合金牌号及用途？
　　18. 我国从国外引进硬质合金有哪些牌号、性能和用途？
　　19. 硬质合金涂层的材料有哪些？各有什么特点？
　　20. 涂层硬质合金有哪些牌号和用途？
　　21. 陶瓷刀具材料有哪几种类？各有哪些性能特点？
　　22. 陶瓷刀具材料有哪些牌号、性能和用途？
　　23. 金刚石刀具材料有哪几种？
　　24. 金刚石刀具有哪些特点？
　　25. 金刚石刀具有哪些用途？
　　26. 立方氮化硼刀具材料有哪些性能特点？
　　27. 立方氮化硼刀具适合于切削哪些工件材料？
　　第二章 刀具材料的选用
　　1. 选用刀具材料有哪些原则？
　　2. 切削碳钢选用哪些刀具材料？
　　3. 切削一般铸铁时选用哪些刀具材料？
　　4. 切削合金钢选用哪些刀具材料？
　　5. 切削铝合金选用哪些刀具材料？
　　6. 切削铜和铜合金选用哪些刀具材料？
　　7. 切削不锈钢选用哪些刀具材料？
　　8. 切削钛合金选用哪些刀具材料？
　　9. 切削冷硬铸铁和耐磨合金铸铁选用哪些刀具材料？
　　10. 切削淬火钢选用哪些刀具材料？
　　11. 切削高温合金选用哪些刀具材料？
　　12. 切削复合材料选用哪些刀具材料？
　　13. 切削高强度钢选用哪些刀具材料？
　　14. 切削高锰钢选用哪些刀具材料？
　　15. 切削工程陶瓷选用哪些刀具材料？
　　16. 切削硬质合金选用哪些刀具材料？
　　17. 车削砂轮选用哪些刀具材料？
　　18. 切削橡胶选用哪些刀具材料？
　　19. 切削塑料选用哪些刀具材料？
　　20. 切削难熔金属选用哪些刀具材料？
　　21. 切削热喷涂(焊)材料选用哪些刀具材料？
　　第三章 刀具几何参数和切削用量的选用
　　1. 刀具的结构要素有哪些？
　　2. 确定刀具几何角度有哪些参考基准平面？
　　3. 刀具有哪几个角度？其定义是什么？
　　4. 什么是刀具的标注角度和工作角度？
　　5. 前角有哪些作用？其选择原则是什么？
　　6. 后角有哪些作用？其选择的原则是什么？
　　7. 和有哪些作用？其选择原则是什么？
　　8. 刃倾角有哪些作用？其选择原则是什么？
　　9. 什么是切削力？影响切削力的因素有哪些？
　　10. 什么是单位切削力？什么是切削功率？怎样计算？
　　11. 切削热是怎样产生和传出的？
　　12. 对切削加工有什么影响？
　　13. 切削用量和刀具几何参数对切削温度有什么影响？
　　14. 什么是积屑瘤？它对切削加工有哪些影响？
　　15. 刀具磨损的原因有哪些？
　　16. 刀具的磨损形式有哪几种？其磨损过程分哪几阶段？
　　17. 什么是刀具的磨损限度、和刀具寿命？
　　18. 怎样选择刀具的负和刃口钝圆半径？
　　19. 选择切削用量的原则和方法是什么？
　　20. 切削碳钢怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　21. 切削合金钢怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　22. 切削一般铸铁时怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　23. 切削冷硬铸铁和耐磨合金耐磨铸铁怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　24. 切削铝合金怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　25. 切削铜和铜合金怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　26. 切削淬火钢怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　27. 切削高温合金怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　28. 切削钛合金怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　29. 切削不锈钢怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　30. 切削高强度钢怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　31. 切削高锰钢怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　32. 切削软橡胶怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　33. 切削复合材料怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　34. 切削塑料怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　35. 切削钨及其合金怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　36. 切削钼材怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　37. 切削铌怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　38. 切削钽怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　39. 切削锆怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　40. 车削砂轮怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　41. 车削硬质合金怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　42. 切削工程陶瓷怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　43. 切削热喷涂(焊)材料怎样选择刀具几何参数和切削用量？
　　第四章 可转位刀片与刀具
　　1. 什么是可转位刀具？
　　2. 可转位刀具有哪些种类和用途？
　　3. 可转位刀片的型号怎样表示？
　　4. 可转位刀片有哪些夹紧方式和夹紧结构？
　　5. 怎样选择可转位刀片形状？
　　6. 怎样选择可转位刀片后角？
　　7. 怎样选择可转位刀片的精度等级？
　　8. 怎样选择可转位刀片的固定形式？
　　9. 怎样选择可转位刀片的切削刃长度？
　　10. 怎样选择可转位刀片的刀尖圆弧半径？
　　11. 怎样选择可转位刀片切削刃截面形状？
　　12. 怎样选择可转位刀片的断屑槽型？
　　13. 可转位螺纹刀片有哪些种类？型号怎样表示？
　　14. 可转位刀杆型号怎样表示？
　　15. 可转位铣刀的型号怎样表示？
　　16. 有哪些可转位面铣刀和结构型号及基本尺寸？
　　17. 有哪些可转位立铣刀的结构和型号及基本尺寸？
　　18. 可转位浅孔钻有哪些性能特点和基本尺寸？
　　19. 有哪些深孔钻？它们各自有哪些特点？
　　20. 有哪些套料钻？各有哪些特点？
　　21. 铰刀有哪些类型和用途？
　　22. 可转位双刃镗刀有哪些型式和特点？
　　23. 有哪些微调镗刀典型结构及特点？
　　24. 可转位车刀的型号怎样表示？
　　25. 可转位车刀的通用尺寸包括哪些？
　　26. 固定型车刀刀柄有哪些形状和夹紧方式？
　　27. 有哪些旋转型刀柄？各有哪些用途？
　　28. 可转位刀具有哪些种类和用途？
　　29. 可转位刀具有哪些特点？
　　30. 有哪些特殊结构功能刀具？
　　第五章 数控刀具及使用
　　1. 数控刀具有哪些特点及其在数控加工中的地位与作用？
　　2. 怎样选择外圆车刀？
　　3. 怎样选择内圆车刀？
　　4. 常用的切断与切槽车刀有哪几种结构？
　　5. 切断和切槽车刀有哪几种及其用途？
　　6. 怎样选择切断和切槽刀刀头的形状和宽度？
　　7. 怎样选择切断刀的切削用量？
　　8. 可转位螺纹刀片有哪些类型？
　　9. 可转位车螺纹的刀杆有哪几种？
　　10. 车削螺纹的方法有哪几种？
　　11. 怎样选择车削螺纹时切削用量？
　　12. 怎样选择车削螺纹时的切削液？
　　13. 车削螺纹时轴向与法向装刀各有什么特点？
　　14. 铣削加工有哪些特点？
　　15. 怎样选择铣削方式？
　　16. 怎样选择端面铣刀的几何参数？
　　17. 端面铣刀的主偏角对切削过程有什么影响？各用于什么场合？
　　18. 立铣刀有哪些种类和用途？
　　19. 怎样选择整体硬质？
　　20. 可转位立铣刀有哪些用途？
　　21. 可转位球头立铣刀有哪些用途？
　　22. 采用立铣刀加工时有哪些常见的问题及解决措施？
　　23. 采用平面铣刀加工时常出现哪些问题及解决措施？
　　24. 可转位铣刀的齿距有哪些类型？
　　25. 铣削操作有哪些要求和走刀路线？
　　26. 怎样进行车一铣复合铣削？
　　27. 可转位铣刀有哪些结构和用途及基本尺寸？
　　28. 整体硬质合金锯片铣片有哪几种类型和用途及基本尺寸？
　　29. 还有哪些整体硬质合金刀具？
　　30. 怎样提高数控机床加工效率？
　　参考文献
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齿轮与齿轮加工工艺及加工刀具
　　三、齿轮的材料、热处理和毛坯
　　（一）齿轮的材料与热处理
　　1．材料的选择
　　齿轮应按照使用时的工作条件选用合适的材料。齿轮材料的合适与否对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。
　　一般来说，对于低速重载的传力齿轮，齿面受压产生塑性变形和磨损，且轮齿易折断。应选用机械强度、硬度等综合力学性能较好的材料，如18CrMnTi；线速度高的传力齿轮，齿面容易产生疲劳点蚀，所以齿面应有较高的硬度，可用38CrMoAlA氮化钢；承受冲击载荷的传力齿轮，应选用韧性好的材料，如低碳合金钢18CrMnTi；非传力齿轮可以选用不淬火钢，铸铁、夹布胶木、尼龙等非金属材料。一般用途的齿轮均用45钢等中碳结构钢和低碳结构钢如20Cr、40Cr、20CrMnTi等制成。
　　2．齿轮的热处理
　　齿轮加工中根据不同的目的，安排两类热处理工序。
　　(1)毛坯热处理在齿坯加工前后安排预备热处理&正火或调质。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起的残余应力，改善材料的切削性能和提高综合力学性能。
　　(2)齿面热处理齿形加工完毕后，为提高齿面的硬度和耐磨性，常进行渗碳淬火，高频淬火，碳氮共渗和氮化处理等热处理工序。
　　（二）齿轮毛坯
　　齿轮毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求不太高的齿轮。当齿轮强度要求高，并要求耐磨损、耐冲击时，多用锻件毛坯。当齿轮的直径大于&P400~&P600时，常用铸造齿坯。为了减少机械加工量，对大尺寸、低精度的齿轮，可以直接铸出轮齿；对于小尺寸，形状复杂的齿轮，可以采用精密铸造、压力铸造、精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮齿的齿坯，以提高劳动生产率，节约原材料。
　　四、齿坯加工
　　齿形加工之前的齿轮加工称为齿坯加工，齿坯的内孔(或轴颈)、端面或外圆经常是齿轮加工、测量和装配的基准，齿坯的精度对齿轮的加工精度有着重要的影响。因此，齿坯加工在整个齿轮加工中占有重要的地位。
　　（一）齿坯加工精度
　　齿坯加工中，主要要求保证的是基准孔(或轴颈)的尺寸精度和形状精度、基准端面相对于基准孔(或轴颈)的位置精度。不同精度的孔(或轴颈)的齿坯公差以及表面粗糙度等要求分别列于表9&2、表9&3和表9&4中。
表9&2齿坯公差
齿轮精度等级①
孔尺寸公差
轴尺寸公差
顶圆直径②
　　①当三个公差组的精度等级不同时，按最高精度等级确定公差值。
　　②当顶圆不作为测量齿厚基准时，尺寸公差按IT11给定，但应小于0．1mm。
　　表9&3齿轮基准面径向和端面圆跳动公差(&m)
分度圆直径(mm)
　　表9&4齿坯基准面的表面粗糙度参数Ra(&m)
（二）齿坯加工方案
　　齿坯加工方案的选择主要与齿轮的轮体结构、技术要求和生产批量等因素有关。对轴、套筒类齿轮的齿坯，其加工工艺与一般轴、套筒零件的加工工艺相类同。下面主要对盘齿轮的齿坯加工方案作一介绍。
　　1.中、小批生产的齿坯加工
　　中小批生产尽量采用通用机床加工。对于圆柱孔齿坯，可采用粗车&精车的加工方案：
　　（1）在卧式车床上粗车齿轮各部分；
　　（2）在一次安装中精车内孔和基准端面，以保证基准端面对内孔的跳动要求；
　　（3）以内孔在心轴上定位，精车外圆、端面及其它部分。
　　对于花键孔齿坯，采用粗车&拉&精车的加工方案。
　　2.大批量生产的齿坯加工
　　大批量生产中，无论花键孔或圆柱孔，均采用高生产率的机床(如拉床、多轴自动或多刀半自动车床等)，其加工方案如下：
　　（1）以外圆定位加工端面和孔(留拉削余量)；
　　（2）以端面支承拉孔；
　　（3）以孔在芯轴上定位，在多刀半自动车床上粗车外圆、端面和切槽；
　　（4）不卸下芯轴，在另一台车床上续精车外圆、端面、切槽和倒角，如图9&2所示。
第二节 圆柱齿轮齿形加工方法和加工方案
　　一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。
　　无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。
　　齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。按其加工原理可分为成形法和展成法两种。
　　成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，如图9-3所示。用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9~10级精度的齿轮。此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。因此，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。
　　展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。
　　一、滚齿
　　（一）滚齿的原理及工艺特点
　　滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24所示。滚齿加工的通用性较好,既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。
滚齿可直接加工8~9级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。滚齿可以获得较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因而齿面的表面粗糙度较粗。为了提高滚齿的加工精度和齿面质量，宜将粗精滚齿分开。
　　（二）滚齿加工质量分析
　　1.影响传动精度的加工误差分析
　　影响齿轮传动精度的主要原因是在加工中滚刀和被切齿轮的相对位置和相对运动发生了变化。相对位置的变化(几何偏心)产生齿轮的径向误差；相对运动的变化(运动偏心)产生齿轮的切向误差。
　　(1)齿轮的径向误差齿轮径向误差是指滚齿时，由于齿坯的实际回转中心与其基准孔中心不重合，使所切齿轮的轮齿发生径向位移而引起的周节累积公差，如图9&4所示。
　　齿轮的径向误差一般可通过测量齿圈径向跳动△Fr反映出来。切齿时产生齿轮径向误差的主要原因如下：
　　①调整夹具时，心轴和机床工作台回转中心不重合。
　　②齿坯基准孔与心轴间有间隙，装夹时偏向一边。
　　③基准端面定位不好，夹紧后内孔相对工作台回转中心产生偏心。
(2)齿轮的切向误差齿轮的切向误差是指滚齿时，实际齿廓相对理论位置沿圆周方向(切向)发生位移，如图9-5所示。当齿轮出现切向位移时，可通过测量公法线长度变动公差△Fw来反映。
切齿时产生齿轮切向误差的主要原因是传动链的传动误差造成的。在分齿传动链的各传动元件中，对传动误差影响最大的是工作台下的分度蜗轮。分度蜗轮在制造和安装中与工作台回转中心不重合（运动偏心），使工作台回转中发生转角误差，并复映给齿轮。其次，影响传动误差的另一重要因素是分齿挂轮的制造和安装误差，这些误差也以较大的比例传递到工作台上。
　　2.影响齿轮工作平稳性的加工误差分析
　　影响齿轮传动工作平稳性的主要因素是齿轮的齿形误差△ff和基节偏差△fpb。齿形误差会引起每对齿轮啮合过程中传动比的瞬时变化；基节偏差会引起一对齿过渡到另一对齿啮合时传动比的突变。齿轮传动由于传动比瞬时变化和突变而产生噪声和振动，从而影响工作平稳性精度。　　滚齿时，产生齿轮的基节偏差较小，而齿形误差通常较大。下面分别进行讨论。
　　(1)齿形误差
　　齿形误差主要是由于齿轮滚刀的制造刃磨误差及滚刀的安装误差等原因造成的，因此在滚刀的每一转中都会反映到齿面上。常见的齿形误差有如图9-6所示的各种形式。图a为齿面出棱、图b为齿形不对称、图c为齿形角误差、图d为齿面上的周期性误差、图e为齿轮根切。
　　由于齿轮的齿面偏离了正确的渐开线，使齿轮传动中瞬时传动比不稳定，影响齿轮的工作平稳性。
(2)基节极限偏差滚齿时，齿轮的基节极限偏差主要受滚刀基节偏差的影响。滚刀基节的计算式为：
　　pb0=pn0cos&0=pt0cos&0cos&0&pt0cos&0
　　式中：pb0DD滚刀基节；
　　pn0DD滚刀法向齿距；
　　pt0DD滚刀轴向齿距；
　　&0DD滚刀法向齿形角；
　　&0DD滚刀分度圆螺旋升角，一般很小，因此cos&0&1。
　　由上式可见，为减少基节偏差，滚刀制造时应严格控制轴向齿距及齿形角误差，同时对影响齿形角误差和轴向齿距误差的刀齿前刀面的非径向性误差也要加以控制。
　　3.影响齿轮接触精度的加工误差分析
　　齿轮齿面的接触状况直接影响齿轮传动中载荷分布的均匀性。滚齿时，影响齿高方向的接触精度的主要原因是齿形公差△ff和基节极限偏差△fpb。影响齿宽方向的接触精度的主要原因是齿向公差△F&。产生齿向公差的主要原因：
　　（1）滚齿机刀架导轨相对于工作台回转轴线存在平行度误差，如9D7所示。
　　（2）齿坯装夹歪斜　　由于心轴、齿坯基准端面跳动及垫圈两端面不平行等引起的齿坯安装歪斜，会产生齿向误差，如图9－8所示。
　　（3）滚切斜齿轮时，除上述影响因素外，机床差动挂轮计算的误差，也会影响齿轮的齿向误差。
　　4.提高滚齿生产率的途径
　　（1）高速滚齿
　　近年来，我国已开始设计和制造高速滚齿机，同时生产出铝高速钢（MO5Al）滚刀。滚齿速度由一般v=30m/min提高到v=100m/min以上，轴向进给量 f=1.38mm/r～2.6mm/r，使生产率提高25%。
　　国外用高速钢滚刀滚齿速度已提高到100 m/min～150 m/min；硬质合金滚刀已试验到400 m/min以上。总之，高速滚齿具有一定的发展前途。
　　（2）采用多头滚刀可明显提高生产率，但加工精度较低，齿面粗糙，因而多用于粗加工中。当齿轮加工精度要求较高时，可采用大直径滚刀，使参加展成运动的刀齿数增加，加工齿面粗糙度较细。
　　（3）改进滚齿加工方法
　　a．多件加工　　将几个齿坯串装在心轴上加工，可以减少滚刀对每个齿坯的切入切出时间及装卸时间。
　　b.采用径向切入　　滚齿时滚刀切入齿坯的方法有两种：径向切入和轴向切入。径向切入比轴向切入行程短，可节省切入时间，对大直径滚刀滚齿时尤为突出。
　　c.采用轴向窜刀和对角滚齿　　滚刀参与切削的刀齿负荷不等，磨损不均，当负荷最重的刀齿磨损到一定程度时，应将滚刀沿其轴向移动一段距离（即轴向窜刀）后继续切削，以提高刀具的使用寿命。
　　对角滚齿是滚刀在沿齿坯轴向进给的同时，还沿滚刀刀杆轴向连续移动，两种运动的合成，使齿面形成对角线刀痕，不仅降低了齿面粗糙度，而且使刀齿磨损均匀，提高了刀具的使用寿命和耐用度，如图9－9所示。
　　二、插齿
　　（一）插齿原理及运动
　　1．插齿原理
　　从插齿过程的原理上分析，如图9－10所示，插齿刀相当于一对轴线相互平行的圆柱齿轮相啮合。插齿刀实质上就是一个磨有前后角并具有切削刃的齿轮。
　　2．插齿的主要运动有：
　　（1）切削运动　　插齿刀的上、下往复运动。
　　（2）分齿展成运动　　插齿刀与工件之间应保持正确的啮合关系。插齿刀往复一次，工件相对刀具在分度圆上转过的弧长为加工时的圆周进给量，故刀具与工件的啮合过程也就是圆周进给过程。
　　（3）径向进给运动　　插齿时，为逐步切至全齿深，插齿刀应有径向进给量fr。
　　（4）让刀运动　　插齿刀作上下往复运动时，向下是切削行程。为了避免刀具擦伤已加工的齿面并减少刀齿的磨损，在插齿刀向上运动时，工作台带动工件退出切削区一段距离（径向）。插齿刀工作行程时，工作台再恢复原位。
　　(二)插齿的工艺特点
　　插齿和滚齿相比，在加工质量，生产率和应用范围等方面都有其特点。
　　1.插齿的加工质量
（1）插齿的齿形精度比滚齿高　　滚齿时，形成齿形包络线的切线数量只与滚刀容屑槽的数目和基本蜗杆的头数有关，它不能通过改变加工条件而增减；但插齿时，形成齿形包络线的切线数量由圆周进给量的大小决定，并可以选择。此外，制造齿轮滚刀时是近似造型的蜗杆来替代渐开线基本蜗杆，这就有造形误差。而插齿刀的齿形比较简单，可通过高精度磨齿获得精确的渐开线齿形。所以插齿可以得到较高的齿形精度。
（2）插齿后齿面的粗糙度比滚齿细　　这是因为滚齿时，滚刀在齿向方向上作间断切削，形成如图9－11a所示的鱼鳞状波纹；而插齿时插齿刀沿齿向方向的切削是连续的，如图9－11b所示。所以插齿时齿面粗糙度较细。
　　（3）插齿的运动精度比滚齿差　　这是因为插齿机的传动链比滚齿机多了一个刀具蜗轮副，即多了一部分传动误差。另外，插齿刀的一个刀齿相应切削工件的一个齿槽，因此，插齿刀本身的周节累积误差必然会反映到工件上。而滚齿时，因为工件的每一个齿槽都是由滚刀相同的2～3圈刀齿加工出来，故滚刀的齿距累积误差不影响被加工齿轮的齿距精度，所以滚齿的运动精度比插齿高。
　　（4）插齿的齿向误差比滚齿大　　插齿时的齿向误差主要决定于插齿机主轴回转轴线与工作台回转轴线的平行度误差。由于插齿刀工作时往复运动的频率高，使得主轴与套筒之间的磨损大，因此插齿的齿向误差比滚齿大。
所以就加工精度来说，对运动精度要求不高的齿轮，可直接用插齿来进行齿形精加工，而对于运动精度要求较高的齿轮和剃前齿轮（剃齿不能提高运动精度），则用滚齿较为有利。
　2．插齿的生产率　　切制模数较大的齿轮时，插齿速度要受到插齿刀主轴往复运动惯性和机床刚性的制约；切削过程又有空程的时间损失，故生产率不如滚齿高。只有在加工小模数、多齿数并且齿宽较窄的齿轮时，插齿的生产率才比滚齿高。.
　　3．滚插齿的应用范围：
　　（1）加工带有台肩的齿轮以及空刀槽很窄的双联或多联齿轮，只能用插齿。这是因为：插齿刀&切出&时只需要很小的空间，而滚齿则滚刀会与大直径部位发生干涉。
　　（2）加工无空刀槽的人字齿轮，只能用插齿；
　　（3）加工内齿轮，只能用插齿。
　　（4）加工蜗轮，只能用滚齿。
　　（5）加工斜齿圆柱齿轮，两者都可用。但滚齿比较方便。插制斜齿轮时，插齿机的刀具主轴上须设有螺旋导轨，来提供插齿刀的螺旋运动，并且要使用专门的斜齿插齿刀，所以很不方便。
　　（三）提高插齿生产率的途径
　　1.提高圆周进给量可减少机动时间，但圆周进给量和空行程时的让刀量成正比，因此，必须解决好刀具的让刀问题。
　　2.挖掘机床潜力增加往复行程次数，采用高速插齿。
　　有的插齿机每分钟往复行程次数可达1200～1500次/min，最高的可达到2500次/min。比常用的提高了3～4倍，使切削速度大大提高，同时也能减少插齿所需的机动时间。
3.改进刀具参数，提高插齿刀的耐用度，充分发挥插齿刀的切削性能。如采用W18Cr4V插齿刀，切削速度可达到60m/min；加大前角至15&，后角至9&，可提高耐用度3倍；在前刀面磨出1～1.5 mm宽的平台，也可提高耐用度30%左右。
　　三、剃齿
　　(一)剃齿原理
　　剃齿加工是根据一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理，剃齿刀与被切齿轮的轴线空间交叉一个角度，如图9－12a所示，剃齿刀为主动轮1，被切齿轮为从动轮2，它们的啮合为无侧隙双面啮合的自由展成运动。在啮合传动中，由于轴线交叉角&&&的存在，齿面间沿齿向产生相对滑移，此滑移速度v切=(vt2-vt1)即为剃齿加工的切削速度。剃齿刀的齿面开槽而形成刀刃，通过滑移速度将齿轮齿面上的加工余量切除。由于是双面啮合，剃齿刀的两侧面都能进行切削加工，但由于两侧面的切削角度不同，一侧为锐角，切削能力强；另一侧为钝角，切削能力弱，以挤压擦光为主，故对剃齿质量有较大影响。为使齿轮两侧获得同样的剃削条件，则在剃削过程中，剃齿刀做交替正反转运动。
　　剃齿加工需要有以下几种运动：
　　1.剃齿刀带动工件的高速正、反转运动D基本运动。
　　2.工件沿轴向往复运动－使齿轮全齿宽均能剃出
3.工件每往复一次做径向进给运动－以切除全部余量。
　综上所述，剃齿加工的过程是剃齿刀与被切齿轮在轮齿双面紧密啮合的自由展成运动中，实现微细切削过程，而实现剃齿的基本条件是轴线存在一个交叉角，当交叉角为零时，切削速度为零，剃齿刀对工件没有切削作用。
　　（二）剃齿特点
　　1.剃齿加工精度一般为6～7级，表面粗糙度Ra为0.8～0.4&m，用于未淬火齿轮的精加工。
　　2.剃齿加工的生产率高，加工一个中等尺寸的齿轮一般只需2～4 min，与磨齿相比较，可提高生产率10倍以上。
　　3.由于剃齿加工是自由啮合，机床无展成运动传动链，故机床结构简单，机床调整容易。
　　（三）保证剃齿质量应注意的几个问题
　　1. 对剃前齿轮的加工要求
　　（1）剃前齿轮材料　　要求材料密度均匀，无局部缺陷，韧性不得过大，以免出现滑刀和啃切现象，影响表面粗糙度。剃前齿轮硬度在22 ～32HRC范围内较合适。
　　（2）剃前齿轮精度　　由于剃齿是&自由啮合&，无强制的分齿运动，故分齿均匀性无法控制。由于剃前齿圈有径向误差，在开始剃齿时，剃齿刀只能与工件上距旋转中心较远的齿廓做无侧隙啮合的剃削，而与其它齿则变成有齿侧间隙，但此时无剃削作用。连续径向进给，其它齿逐渐与刀齿作无侧隙啮合。结果齿圈原有的径向跳动减少了，但齿廓的位置沿切向发生了新的变化，公法线长度变动量增加。故剃齿加工不能修正公法线长度变动量。虽对齿圈径向跳动有较强的修正能力，但为了避免由于径向跳动过大而在剃削过程中导致公法线长度的进一步变动，从而要求剃前齿轮的径向误差不能过大。除此以外，剃齿对齿轮其它各项误差均有较强的修正能力。
　　分析得知，剃齿对第一公差组的误差修正能力较弱，因此要求齿轮的运动精度在剃前不能低于剃后要求，特别是公法线长度变动量应在剃前保证；其它各项精度可比剃后低一级。
　　（3）剃齿余量　　剃齿余量的大小，对加工质量及生产率均有一定影响。余量不足，剃前误差和齿面缺陷不能全部除去；余量过大，刀具磨损快，剃齿质量反而变坏。表9&5可供选择余量时参考。
　　表9－5剃齿余量(mm)
　　2.剃齿刀的选用
　　剃齿刀的精度分A、B、C三级，分别加工6、7、8级精度的齿轮。剃齿刀分度圆直径随模数大小有三种：85 mm、180 mm、240 mm，其中240 mm 应用最普遍。分度圆螺旋角有5&、10&、15&三种，其中5&和10&两种应用最广。15&多用于加工直齿圆柱齿轮；5&多用于加工斜齿轮和多联齿轮中的小齿轮。在剃削斜齿轮时，轴交叉&不宜超过10&～20&，不然剃削效果不好。
　　3.剃后的齿形误差与剃齿刀齿廓修形
　　剃齿后的齿轮齿形有时出现节圆附近凹入，如图9－13所示，一般在0.03 mm左右。被剃齿轮齿数越少，中凹现象严重。
　　为消除剃后齿面中凹现象，可将剃齿刀齿廓修形，需要通过大量实验才能最后确定。也可采用专门的剃前滚刀滚齿后，再进行剃齿。
　四、珩齿
　　淬火后的齿轮轮齿表面有氧化皮，影响齿面粗糙度，热处理的变形也影响齿轮的精度。由于工件已淬硬，除可用磨削加工外，但也可以采用珩齿进行精加工。
　　珩齿原理与剃齿相似，珩轮与工件类似于一对螺旋齿轮呈无侧隙啮合，利用啮合处的相对滑动，并在齿面间施加一定的压力来进行珩齿。
　　珩齿时的运动和剃齿相同。即珩轮带动工件高速正、反向转动，工件沿轴向往复运动及工件径向进给运动。与剃齿不同的是开车后一次径向进给到预定位置，故开始时齿面压力较大，随后逐渐减小，直到压力消失时珩齿便结束。
　　珩轮由磨料（通常80＃～180＃粒度的电刚玉）和环氧树脂等原料混合后在铁芯浇铸而成。珩齿是齿轮热处理后的一种精加工方法。
　　与剃齿相比较，珩齿具有以下工艺特点：
　　（1）珩轮结构和磨轮相似，但珩齿速度甚低（通常为1～3m/s），加之磨粒粒度较细，珩轮弹性较大，故珩齿过程实际上是一种低速磨削、研磨和抛光的综合过程。
　　（2）珩齿时，齿面间隙沿齿向有相对滑动外，沿齿形方向也存在滑动，因而齿面形成复杂的网纹，提高了齿面质量，其粗糙度可从Ra1.6&m降到Ra0.8～0.4&m。
　　（3）珩轮弹性较大，对珩前齿轮的各项误差修正作用不强。因此，对珩轮本身的精度要求不高，珩轮误差一般不会反映到被珩齿轮上。
　　（4）珩轮主要用于去除热处理后齿面上的氧化皮和毛刺。珩齿余量一般不超过0.025mm，珩轮转速达到1000 r/min以上，纵向进给量为0.05 ～0.065mm/r。
　　（5）珩轮生产率甚高，一般一分钟珩一个，通过3～5次往复即可完成。
　　五、磨齿
　　磨齿是目前齿形加工中精度最高的一种方法。它既可磨削未淬硬齿轮，也可磨削淬硬的齿轮。磨齿精度4～6级，齿面粗糙度为Ra0.8 ～0.2&m。对齿轮误差及热处理变形有较强的修正能力。多用于硬齿面高精度齿轮及插齿刀、剃齿刀等齿轮刀具的精加工。其缺点是生产率低，加工成本高，故适用于单件小批生产。