制齿工（中级）试卷及答案

试卷编号：

制齿工技术等级标准考题（中级）

卷面总分：100分 考试时间：120分钟 考试日期： 年 月 日

题号 一题 二题 三题 四题 五题 总评分 评卷人 得分 一、填空题（每空1分，共25分）

1．按加工原理划分，齿形的加工方法有 和 两大类。 2．用范成法加工齿轮时，有时会发现刀具的齿顶部分把被加工齿轮根部已经切割出来的渐开线齿廓切去一部分，这种现象称为 。

3．滚齿机在加工直齿轮时有 ﹑ ﹑ 三个主要运动。

4．刀具的几何参数中，加大 是减少积屑瘤和鳞刺从而减小表面粗糙度的有效措施。

5．滚刀刀架倾斜方向根据 而定，滚刀转向应保证 指向工作台。

6．圆柱齿轮有 ﹑ ﹑ 三个基本圆。 7．刀具耐用度的单位为 ，砂轮耐用度的单位为 。 8．锥齿轮铣刀的齿形曲线，是根据锥齿轮的 设计的。 9．粗加工时，切削液的主要目的是降低 。 10．齿形加工中的齿形角为标准的 度。

11．按照齿圈上的轮齿分布情况可将齿轮分为： ﹑ 和

人字齿等。

12．插齿也是一种应用 原理加工齿轮的方法。

13．滚刀的精度等级可分为： ﹑ ﹑ ﹑ 四级。 14． 是铣床（特别是万能铣床）的重要附件，并安装在铣床工作台上。 二、单项选择题（每小题2分，共20分） 1．以下哪个运动不是剃齿时具有的运动（ ）。

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A﹑装在机床主轴上的剃齿刀的高速正﹑反转动 B﹑被切齿轮由剃齿刀带动沿轴向作往复运动

C﹑被切齿轮往复运动一次，剃齿刀就作一次径向进给运动 D﹑剃齿刀的轴向跳动

2．设N1﹑N2分别为滚刀﹑工件每分钟转数，K﹑Z分别为滚刀﹑工件齿数，则滚齿的分齿运动式为（ ）。

A﹑N1/N2=K/Z B﹑N1*N2=K*Z C﹑N2/N1=K/Z D﹑N1/N2=K*Z 3．砂轮的硬度取决于（ ）。

A、磨粒的硬度B、结合剂的粘接强度C、磨粒粒度D、磨粒率

4．各号码齿轮铣刀的齿形应按其所适于加工齿轮中齿数（ ）的齿形设计。 A、最多 B、最少 C、中等 D、任意

5．剃齿和珩磨工作原理都是应用（ ）啮合原理进行加工的。 A、螺旋齿轮 B、齿轮齿条 C、直线齿轮D、蜗轮蜗杆 6．齿轮弯曲强度计算中的齿形系数与（ ）无关。 A.模数m B.齿数z C.压力角? D.变位系数x 7．滚刀轴线必须倾斜，用以保证滚刀（ ）。

A、旋向与工件旋向一致 B、螺旋升角与工件的螺旋角相等 C、刀齿切削方向与工件轮齿方向一致 D、旋向与工件旋向相反 8．滚直齿时滚刀应（ ）于工作台安装。 A．垂直 B．平行 C．倾斜 D．对称

9．在滚齿加工中，在滚切人字齿时，左右方向实际齿厚之差不得大于（ ） A．0.1mm B．0.01mm C．0.02mm D．0.2mm 10．在车床代号Y3150中，其中“Y”代表的是：（ ） A．车床 B．螺纹加工车床 C．钻床 D．齿轮加工车床 三、判断题（每小题1分，共15分）

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1.某模数的滚刀加工出不同齿数的齿轮齿形相同。（ ）

2.用端铣方法铣平面，造成平面度误差的主要原因是铣床主轴的轴线与进给方向不垂直。（ ）

3．内齿轮可用滚齿加工，齿条应使用铣齿加工。 （ ） 4．滚直齿时滚刀应平行于工作台安装。 （ ）

5．磨料的种类﹑磨料颗粒大小﹑结合剂的种类﹑砂轮硬度及组织是决定砂轮特性的基本参数。 （ ）

6．仿形法加工，刀具廓形虽与齿槽完全一致，其加工精度仍低于展成法。 （ ） 7．滚齿运动可看作轴向剖面内齿轮﹑齿条的啮合。 （ ）

8．齿轮的组成结构一般有轮齿、齿槽、端面、法面、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆等 。（ ）

9．分度圆是在端面内计算齿轮几何尺寸的基准圆，是实实在在的圆。 （ ） 10．基圆内有无数多条渐开线。 （ ）

11．展成法的特点是刀具形状与被加工齿轮齿槽形状一致。（ ） 12．齿轮材料最常用的是钢，其次是铸铁，还有非金属材料。（ ） 13．刀具中线相对于加工标准齿轮时移动的距离，称为变位系数。（ ） 14．齿形系数其大小与齿数有关，与模数有关。 （ ）

15．磨齿机上下（左右）顶尖的径向圆跳动应不大于0.003mm。（ ） 四、简答题（每小题5分，共30分）

1．根据渐开线的形成过程，简要说明渐开线具有哪些特性？

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2．齿轮啮合的基本定律是什么？压力角与展角的函数关系式是什么？

3．以Y3180K滚齿机为例，该机的主要技术参数有哪些？

4．简要说明大批量生产8级精度齿轮的加工工艺方案，并写出此方案中齿形加工的方案。

5．滚齿的加工原理是什么？

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6．加工一个普通的标准齿轮,需要那些基本参数？

五、问答题（10分） 滚齿加工常见缺陷及消除方法

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一、填空题

1．仿形法，展成法 2.根切现象 3.主运动，分齿运动，垂直进给运动， 4，前角 5，滚刀旋向，切削速度的垂直分量 6，分度圆，齿顶圆，齿根园 7，分钟，秒 8，当量齿数 9，切削温度， 10，20 11，直齿，斜齿 12，展成法 13，AA, A, B ,C 14，分度头 二、单项选择题

1，D 2,C 3,B 4,B 5,A 6,A 7,C 8,C 9, A 10,D 三．判断题

1-5 ×√××√ 6-10 √×√×× 11-15 ×√√√√ 四、简答题

1．1）发生线沿基圆滚过的长度，等于基圆上被滚动过的圆弧长。 2）渐开线上任意一点的法线必与基圆相切

3）渐开线上各点的曲率半径不相等 但在基圆上为0

4）渐开线的形状决定基圆的大小，基圆越小，渐开线越弯曲；基圆越大，渐开线越平 ；当基圆半径为无穷大时，渐开线将成为一条直线 5）基圆内无渐开线。

2．定律是：齿轮传动要满足瞬时传动比保持不变，则两轮的齿廓不论在何处接触，

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过接触点的公法线必须与两轮的连心线交于固定的一点P，其传动比都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分成的两段成反比。 关系式：压力角（ak）及展角（invak）的计算 cos (ak)=(rb)/(rk) 即 inv(ak)=tg（ak）-(ak) 3．主要技术参数： 最大工件直径：800mm 最大加工模数：10mm 最少加工齿数：6 最大加工宽度：300mm 滚刀最大直径：180mm 滚刀最大长度：175mm 工作台直径：625mm 工作台孔径：80mm

滚刀主轴转速9级：4－250r/min 刀架最大回转角度：240度 主电机功率：5.5KW

机床外形尺寸：2680mm×1400mm×1920mm

4.毛坯锻造－正火－粗车外圆﹑端面和孔－拉孔和拉键槽－精车外圆和端面－齿形加工－齿端加工－齿部高频淬火－修正键孔 滚齿或插齿－齿端加工－热处理－修正内孔 5．滚齿加工属于展成法加工。用齿轮滚刀滚切圆柱齿轮实质上是按一对螺旋齿轮啮合的原理来加工工件的。齿轮加工传动过程有三种运动： 1.主运动:即滚刀的旋转运动。

2.分齿运动:保证滚刀转速和被切齿轮转速之间啮合关系的运动。 3.垂直进给运动:滚刀沿被切齿轮的轴轴线方向作垂直进给运动。 滚齿时，必须将滚刀搬动一个角度，使刀齿运动方向与被切齿轮的轮齿方向一致。 6. 齿数 压力角 螺旋角 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 精度等级 模数 齿顶高 齿根高 齿全高 齿距 齿厚 中心距 节圆直径 传动比 五、问答题

在滚齿加工中，经常会出现工件精度指标超差或工件齿面存在某些缺陷，为满足加工要求，现将滚齿加工中常见的缺陷产生原因及相应的消除方法介绍如下： 1．齿面粗糙

（1）齿面出现沟纹 在滚削过程中，由于齿面出现沟纹，表面粗糙，零件合格率仅达５０％，经分析此沟纹多为拉伤所致。出现拉伤的主要原因是刀具和被加工材料在切削过程中发生粘结而使工件撕裂；滚削一般材料时，由于滚削过程中产生积屑瘤，它包裹在切削刃上，使加工表面产生沟纹。因此，在滚削低碳钢时，预先对工件进行调质或正火处理，使硬度提高，减少粘结和积屑瘤，改善齿面粗糙度。加工中碳钢和高碳钢不宜进行调质处理（因其影响可加工性），并且采用润滑性能好的

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切削液，并在加工过程中注意保持切削刃的锋利，减少了积屑瘤的生成。通过上述方法解决齿面出现沟纹现象，能使零件合格率达98％以上。 （2）齿面出现鳞刺 齿面出现鳞刺是由于滚刀以中速切削塑性材料时，切屑在刀齿前刀面上产生周期性停留，从而推挤切削层使之挤裂。鳞刺的高度，随切削速度的提高在一定范围内会增大，但到达一定最大值后，便逐渐减少，最后消失。

（3）齿面出现振纹 在滚齿过程中，齿面有时会出现振纹。引起振动的原因是，滚刀安装时径向跳动太大，工件安装支撑不牢，而振纹的疏密程度则取决于振动的频率和切削速度。把滚刀安装时径向跳动控制在0.01mm之内，并对工件安装支撑做好加固，可消除齿面振纹现象。

（4）齿面出现局部缺陷 滚齿过程中，有时在齿轮每一轮齿的同一部位出现纵向的沟纹或粗糙条纹，原因是滚刀刀刃某一部位切削刃由于崩刀或碰伤，而损伤部位正好又参加轮齿的滚削。通过沿轴向窜动滚刀，使刀齿缺陷部位不参加滚削，便可消除齿面上的痕迹。如果窜刀还不能消除，则滚刀必须重磨后才能使用。 2．滚刀耐用度低

（1）滚刀硬度不够 当滚刀硬度偏低，刀齿上硬度不均匀或出现软点时，均会降低滚刀的耐用度。试验表明，当滚刀的硬度为HRC63.8时，在相同的切削条件下，其刀齿的磨损将比硬度为HRC66.2的滚刀大２2倍左右。其磨损主要表现为刀刃产生塑性变形，最后因冷作硬化导致崩刀。因此，为提高滚刀的耐用度，其硬度最好为HRC65～66.5。

（2）重磨过程中切削刃烧伤 由于烧伤，刀刃会产生退火而降低切削硬度，从而加快滚刀在使用中的磨损，甚至使其丧失切削能力。

（３）工件材料太硬及切削用量过大 生产实践表明，工件材料的硬度大于HB240～260时，滚刀的磨损会明显上升。因此，被加工材料的硬度应尽可能控制在HB180～220范围内。当走刀量过大时，会增加刀齿切削负荷，并引起切削过程的冲击和振动，致使刀齿磨损加快，甚至折断刀齿。

（4）滚刀长时间固定在一个位置上使用 由于加工时刀齿切削负荷及磨损不均匀，长时间固定在一个位置上使用，会过大地磨损个别刀齿而导致降低整个刀具耐用度。通过轴向窜刀，滚刀的耐用度可提高15％～25％。 3．齿轮在滚齿时精度超差

例如，生产的齿轮要求齿圈径向跳动在0.07mm之内，经检测齿圈径向跳动为 0.15mm，原因是工件安装的径向跳动及端面跳动。由于工装上的夹瓣牙型角为30°，太尖，开始时能夹紧工件，使用１个月后，牙型角开始磨损，并出现工件夹不紧的现象，造成齿轮齿全径向跳动超差。把牙型角由原来的60°改为现在使用的75°角，并进行淬火处理。改造后的夹具经检测，消除了牙型角磨损的现象，齿圈径向跳动也在0.05mm之内。

综上所述，影响滚齿齿形精度的主要因素是机床、夹具、刀具的制造精度和磨损以及操作、安装上的一些原因，其中尤以刀具误差为最大。要提高滚齿精度，就必须减少滚刀

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