插齒加工

插齒也是一種廣泛應用的齒形加工方法，常與滾齒並提。它相當於一對圓柱齒輪嚙合，插齒刀相當於一個變位齒輪。插齒時，有插齒刀上下往複運動，往下是切削；有讓刀運動，即插齒刀向上時，工件或刀具在徑向退讓一個距離，以防止刀具擦傷已加工面；有展成運動，還有徑向進給運動。

插齒的加工過程，從原理上講，相當於一對直齒圓柱齒輪的嚙合。工件和插齒刀的運動形式見圖a。插齒刀相當於一個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齒輪。插齒時刀具沿工件軸線方向作高速的往複直線運動，形成切削加工的主運動，同時還與工件作無間隙的嚙合運動，在工件上加工出全部輪齒齒廓。在加工過程中，刀具每往複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線所組成的，如圖b所示。

工件齒距累積偏差大於滾齒

①滾齒時，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，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。工件如果以後還要進行剃齒，則剃前應該用滾齒，因為剃齒時是自由對滾，很難修正齒距累積誤差，但卻可提高齒形精度。

②工件安裝時的幾何偏心及其內孔與端面不垂直會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製造誤差中的幾何偏心，如插齒刀的幾何中心與迴轉中心有偏心，插齒刀內孔與齒圈的偏心等，也會影響齒距累積誤差。

③機床轉動誤差中，工作台分度蝸輪的齒距累積誤差會影響工件的齒距累積誤差，這與滾齒相同，即運動偏心的影響。但是插齒刀頭架分度蝸輪的運動偏心也要影響。

齒形誤差小於滾齒

①滾刀有阿基米德蝸桿、多邊稜角形、鏟齒、螺旋角等設計誤差。插齒刀雖有多邊稜角形問題，但可用減小沿工件周向進給來改善，因此齒形精度較高。

②插齒刀的製造精度比滾刀易於保證。這樣插齒刀的齒形誤差就比較小，對插齒工件的齒形誤差也小。

③機床工作台分度蝸桿的誤差會影響齒形誤差，但插齒時插齒刀頭架的分度蝸桿誤差會影響齒形誤差。

由以上分析可知，總的結果是插齒的齒形精度較高。

插齒的表面粗糙度值和波度值比滾齒的小。因為插齒相當於刨齒，滾齒相當於銑齒。對齒面來說，插齒時切削是連續的。

滾齒時，由於刀槽數量有限，齒形的多邊稜角形較大，插齒時，插齒刀的上下往複運動次數可隨工件周向進給速度的減小而相對增加，因而可以減小多邊稜角，降低表面粗糙度Rz值。實際上，插齒刀，上下往複運動的速度不變，只改變展成運動的速度。

一般來說滾齒的生產率高於插齒的生產率，因為插齒是往複運動，回程不切削。插齒系統剛度較低，切削用量不能太大。對於小模數齒輪（m<2.5 mm），插齒的生產率可能高於滾齒。對於薄齒輪，單件生產時，滾齒的切入長度大，可能生產率不及插齒。插齒的生產率可從以下幾方面來提高：

1、高速插齒。目前一般插齒機的插齒刀往複運動的速度為每分鐘幾百次，高速插齒機可提高到每分鐘1200~1500次。但由於是往複運動，會受到慣性和振動的限制。

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

3、多件加工。對於薄工件可以幾件疊在一起加工。

4、循環工位加工。將安裝工件的時間和機工時間重合起來，採用轉位的方法上料。還可以雙主軸插齒機同時加工兩個工件。

1、插齒可加工內齒輪和齒條（有專門的插齒刀插齒條機床），滾齒卻不能。

2、插齒刀加工多聯齒輪時，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比滾齒生產率高，滾齒的空程損失太大。

4、插齒刀有專門附件時能加工斜齒輪，即插齒刀上有螺旋導套使它在上下往複運動時附加一個往複迴轉運動，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，因為它可以徑向進給，插齒刀卻不能加工蝸輪。