插齿机通过 “模拟齿轮啮合” 的方式加工齿形,核心依靠插齿刀与工件的多运动配合实现切削,具体工作过程可分为三大关键运动,协同完成齿轮加工:
先是主运动。插齿刀做上下往复直线运动,向下运动时,刃口切入工件材料,完成切削;向上运动时,刀齿与工件分离,避免摩擦已加工表面。运动速度由机床参数控制,需根据工件材料、模数调整,确保切削顺畅且不损伤刀具。
其次是范成运动。这是形成齿形的关键,插齿刀与工件需按 “齿轮啮合传动比” 同步旋转。例如加工 20 齿的工件,若插齿刀为 10 齿,工件转速需是插齿刀的 0.5 倍,通过二者的精准啮合旋转,让插齿刀的刃口逐步 “展成” 出工件的齿形,如同两个齿轮啮合时的运动轨迹,保证齿形精度。
然后是进给运动。分为径向进给和圆周进给:径向进给是插齿刀向工件逐步靠近,直到达到设定的齿深,确保齿厚符合要求;圆周进给则是在范成运动基础上,控制插齿刀与工件的旋转速度,决定每转切削的进给量,影响加工效率与表面粗糙度。此外,加工齿条时,工件需额外做直线往复运动,配合插齿刀的旋转与上下切削,通过直线进给逐步加工出齿条的齿形。整个过程中,各运动由数控系统精准控制,确保同步性,然后加工出符合精度要求的齿轮或齿条。