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[摘 要]插齿多用于内齿轮、双联齿轮、三联齿轮等其它齿轮加工机床难于加工的齿轮加工工作，精度高于滚齿，而公法线长度变动量比滚齿大，生产率低。
[关键词]插齿 原理 应用 插乱齿 分析 解决
中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0283-02
1 插齿的原理及应用
1.1 插齿的原理
插齿的加工过程，从原理上讲，相当于一对直齿圆柱齿轮的啮合。插齿刀实质是一个端面磨有前角，齿向及齿侧均磨有后角的齿轮，插齿时，刀具沿工件轴线方向作高速的往复直线运动，形成切削加工的主运动，同时还与工件作无间隙的啮合运动，在工件上加工出全部轮齿齿廓.在加工过程中，刀具每往复一次仅切出于工件齿槽的很小的部分，工件齿槽的齿面曲线是由插齿刀切削刃多次切削的包络线所形成的。
如图1所示。
1.1.1 插齿主要运动有
（1）切削加工的主运动：插齿刀作上、下往复运动，向上为返回的退刀运动。
（2）展成运动：在加工过程中，必须插齿刀和工件保持一对齿轮的啮合关系，即在刀具转过一个齿时，工件也应准确地转过一个齿。
（3）径向进给运动：为了逐渐切至工件的全齿深，插齿刀必须要有进向进给，径和进给量是插齿刀每往复一次复杂劳动向移动的距离，当达到全齿深后，机床便自动停止径向进给运动，当工作和刀具对滚一周，才能加工出全部完整的齿面。
（4）圆周进给运动： 圆周进给运动是插齿刀的回转运动，插齿刀每往复行程一次，同时回转一个角度，其转动的快慢直接影响每一次的切削用量和工件转动的快慢。圆周进给量用插齿刀每次往复行程中，刀具在分度圆上转过的圆周弧长表示，其单位为mm/往复行程。
（5）让刀运动：为了避免插齿刀在回程时的擦伤已加工表面和减少刀具磨损，刀具和工作之间应让开一段距离，而在插齿刀重新开始向下工作行程时，应立刻恢复到原位，以便刀具具向下切削工件。这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。一般新型号的插齿机通过刀具主轴座的摆座的摆动来实现让刀运动，这样可以减少让刀产的振动。
1.1.2 插齿的特点
① 插齿所形成的齿形包铬线的切线数量比滚齿多，齿面粗糙度小。
② 插齿的齿形精度高于滚齿，而公法线长度变动量比滚齿大。
③ 生产率低。
④ 同一模数的插齿刀可以加工模数相同的各种不同齿数的圆柱齿轮。
⑤ 能加工用滚刀难以加工期内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮和齿条。
1.1.3 插齿刀的选用
插齿刀有三种类型：
盘形插齿刀：加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮。
碗形插齿刀：加工塔形、双联直齿轮。
锥柄插齿刀：加工直齿内齿轮。
1.2 插齿的应用
在插齿加工中，一种模数的插齿刀可以加工出模数相同而齿数不同的各种齿轮。插齿多用于内齿轮、双联齿轮、三联齿轮等其它齿轮加工机床难于加工的齿轮加工工作 。插齿加工的精度一般为IT8～7级，表面粗糙度Ra约为1.6μm。
2 结合齿插齿插乱齿的问题分析
四档结合齿一直存在着插齿插乱齿的问题（如图2所示），平均每2天出现一件，增加了现场的工作难度，造成热后从动齿轮报废的情况也有发生，并且可能造成变速器总成的质量事故。
对于报废的零件是情况进行总体分析，列出了大体的排查方案进行排查，具体如下：
2.1 工作台或刀杆定位不准确
2.1.1 工作台可以分为两个方向去调查。
首先是涨套涨不紧的问题；涨套涨不紧，在插齿的过程中结合齿发生转动，造成插乱齿。将结合齿手动夹紧后，用手转动结合齿，转不动则表示合格，然后对涨套进行尺寸测量和表面去毛刺处理。
工作台包括轴向和径向跳动的测量；测量后定位面跳动5um，转动轴底座跳动9um，轴向跳动7um，完全符合要求。
2.1.2刀杆定位
如果刀杆松动或者定位不准确造成刀具窜刀，就会造成插乱齿的情况。测量刀杆轴跳动4um，符合要求。
2.2 结合齿夹紧位置不准确
用机械手将结合齿放到涨套上，涨套夹紧，机械手放下，压住结合齿（如图3所示）
在此过程中，机械手放下结合齿和压住结合齿的过程均会造成结合齿的倾斜，在插齿过程中结合齿受力后转动，造成插乱齿。
首先对于上述两个动作进行反复试验，未发现放不到位和压偏的问题，然后分析插乱齿的出现频次，可以排除结合齿位置不准确的原因。
2.3 程序
插齿的程序是插齿重要的一个参数，包括精车的余量都是可能造成插乱齿的原因。将出现问题的四档结合齿与一、三、五档结合齿程序进行比较，以及精车的余量分配重新分配，均未发现问题，并且程序一般会是批量问题的产生，排除此原因。
3 插乱齿问题的解决和措施
经过上述的的排查，基本确定原因是插齿插两次造成的。经过长时间的观察，进行模拟插两遍的实验
结合齿通过料道到机械手的区域准备就绪的时候发生偏离，压在机械手的下面，造成后面无法夹起结合齿，
因为两个机械手的高度是相同的，当前面的结合齿加工完毕时，上料区和加工的结合齿都无法夹起，留在原来的位置上
一个动作完成以后，机床进行下一个零件的加工，零件2被加工第2次，就会出现插两次的现象。
在这个过程中也发现了问题的所在，图6感应器检测到机械手不到位报警，机床停止加工。而模拟的过程中感应器没有报警，就是造成插齿插两遍的原因。
找到问题以后提出整改措施并整改
㈠调整感应器，机械手不到位时，机床报警。
㈡料道增加引导装置，结合齿不会走偏，造成压在机械手下的情况。
㈢程序上的防错，机械手复位后，结合齿才由滑道传送到位。
4 结语
在插乱齿问题的解决过程中，由于使用的是地毯式的排查方案，走了很多弯路，对于解决问题的过程和时间都有一定的影响。对于每个问题，必须仔细观察，掌握數据和规律后进行分析，就会缩小范围，更好、更快的找出问题的所在，解决问题。
[关键词]插齿 原理 应用 插乱齿 分析 解决
中图分类号：TN02 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）19-0283-02
1 插齿的原理及应用
1.1 插齿的原理
插齿的加工过程，从原理上讲，相当于一对直齿圆柱齿轮的啮合。插齿刀实质是一个端面磨有前角，齿向及齿侧均磨有后角的齿轮，插齿时，刀具沿工件轴线方向作高速的往复直线运动，形成切削加工的主运动，同时还与工件作无间隙的啮合运动，在工件上加工出全部轮齿齿廓.在加工过程中，刀具每往复一次仅切出于工件齿槽的很小的部分，工件齿槽的齿面曲线是由插齿刀切削刃多次切削的包络线所形成的。
如图1所示。
1.1.1 插齿主要运动有
（1）切削加工的主运动：插齿刀作上、下往复运动，向上为返回的退刀运动。
（2）展成运动：在加工过程中，必须插齿刀和工件保持一对齿轮的啮合关系，即在刀具转过一个齿时，工件也应准确地转过一个齿。
（3）径向进给运动：为了逐渐切至工件的全齿深，插齿刀必须要有进向进给，径和进给量是插齿刀每往复一次复杂劳动向移动的距离，当达到全齿深后，机床便自动停止径向进给运动，当工作和刀具对滚一周，才能加工出全部完整的齿面。
（4）圆周进给运动： 圆周进给运动是插齿刀的回转运动，插齿刀每往复行程一次，同时回转一个角度，其转动的快慢直接影响每一次的切削用量和工件转动的快慢。圆周进给量用插齿刀每次往复行程中，刀具在分度圆上转过的圆周弧长表示，其单位为mm/往复行程。
（5）让刀运动：为了避免插齿刀在回程时的擦伤已加工表面和减少刀具磨损，刀具和工作之间应让开一段距离，而在插齿刀重新开始向下工作行程时，应立刻恢复到原位，以便刀具具向下切削工件。这种让开和恢复原位的运动称为让刀运动。一般新型号的插齿机通过刀具主轴座的摆座的摆动来实现让刀运动，这样可以减少让刀产的振动。
1.1.2 插齿的特点
① 插齿所形成的齿形包铬线的切线数量比滚齿多，齿面粗糙度小。
② 插齿的齿形精度高于滚齿，而公法线长度变动量比滚齿大。
③ 生产率低。
④ 同一模数的插齿刀可以加工模数相同的各种不同齿数的圆柱齿轮。
⑤ 能加工用滚刀难以加工期内齿轮、多联齿轮、扇形齿轮和齿条。
1.1.3 插齿刀的选用
插齿刀有三种类型：
盘形插齿刀：加工普通直齿外齿轮和大直径内齿轮。
碗形插齿刀：加工塔形、双联直齿轮。
锥柄插齿刀：加工直齿内齿轮。
1.2 插齿的应用
在插齿加工中，一种模数的插齿刀可以加工出模数相同而齿数不同的各种齿轮。插齿多用于内齿轮、双联齿轮、三联齿轮等其它齿轮加工机床难于加工的齿轮加工工作 。插齿加工的精度一般为IT8～7级，表面粗糙度Ra约为1.6μm。
2 结合齿插齿插乱齿的问题分析
四档结合齿一直存在着插齿插乱齿的问题（如图2所示），平均每2天出现一件，增加了现场的工作难度，造成热后从动齿轮报废的情况也有发生，并且可能造成变速器总成的质量事故。
对于报废的零件是情况进行总体分析，列出了大体的排查方案进行排查，具体如下：
2.1 工作台或刀杆定位不准确
2.1.1 工作台可以分为两个方向去调查。
首先是涨套涨不紧的问题；涨套涨不紧，在插齿的过程中结合齿发生转动，造成插乱齿。将结合齿手动夹紧后，用手转动结合齿，转不动则表示合格，然后对涨套进行尺寸测量和表面去毛刺处理。
工作台包括轴向和径向跳动的测量；测量后定位面跳动5um，转动轴底座跳动9um，轴向跳动7um，完全符合要求。
2.1.2刀杆定位
如果刀杆松动或者定位不准确造成刀具窜刀，就会造成插乱齿的情况。测量刀杆轴跳动4um，符合要求。
2.2 结合齿夹紧位置不准确
用机械手将结合齿放到涨套上，涨套夹紧，机械手放下，压住结合齿（如图3所示）
在此过程中，机械手放下结合齿和压住结合齿的过程均会造成结合齿的倾斜，在插齿过程中结合齿受力后转动，造成插乱齿。
首先对于上述两个动作进行反复试验，未发现放不到位和压偏的问题，然后分析插乱齿的出现频次，可以排除结合齿位置不准确的原因。
2.3 程序
插齿的程序是插齿重要的一个参数，包括精车的余量都是可能造成插乱齿的原因。将出现问题的四档结合齿与一、三、五档结合齿程序进行比较，以及精车的余量分配重新分配，均未发现问题，并且程序一般会是批量问题的产生，排除此原因。
3 插乱齿问题的解决和措施
经过上述的的排查，基本确定原因是插齿插两次造成的。经过长时间的观察，进行模拟插两遍的实验
结合齿通过料道到机械手的区域准备就绪的时候发生偏离，压在机械手的下面，造成后面无法夹起结合齿，
因为两个机械手的高度是相同的，当前面的结合齿加工完毕时，上料区和加工的结合齿都无法夹起，留在原来的位置上
一个动作完成以后，机床进行下一个零件的加工，零件2被加工第2次，就会出现插两次的现象。
在这个过程中也发现了问题的所在，图6感应器检测到机械手不到位报警，机床停止加工。而模拟的过程中感应器没有报警，就是造成插齿插两遍的原因。
找到问题以后提出整改措施并整改
㈠调整感应器，机械手不到位时，机床报警。
㈡料道增加引导装置，结合齿不会走偏，造成压在机械手下的情况。
㈢程序上的防错，机械手复位后，结合齿才由滑道传送到位。
4 结语
在插乱齿问题的解决过程中，由于使用的是地毯式的排查方案，走了很多弯路，对于解决问题的过程和时间都有一定的影响。对于每个问题，必须仔细观察，掌握數据和规律后进行分析，就会缩小范围，更好、更快的找出问题的所在，解决问题。