CN102275070B - 一种小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工作效率高的小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法。本发明采用以下技术方案：所述加工方法包括如下步骤：1）、计算出大轮和小轮的加工切削数据，所述大轮齿廓采用直廓齿形，通过大轮的齿槽、齿深变化，以及小轮与大轮的啮合线，计算出齿轮啮合时小轮的修正量，即计算出小轮的齿廓，并将两者数据输入铣齿机中；2）、加工大轮；3）、加工小轮。本发明可使现有加工效率成倍提高。

Description

一种小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法

技术领域

本发明涉及小模数弧齿锥齿轮生产技术领域。

背景技术

随着国内小模数弧齿锥齿轮生产规模的扩大、产量的增大、出口量的增加，国内生产厂商积极寻求进一步提高小模数弧齿锥齿轮生产效率的新方法。

国内企业生产小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的技术状况：国内企业大批量生产上述齿轮，主要集中在江、浙地带，生产单位多，规模大，生产方式均采用传统非数控铣齿机双重双面法加工，大轮、小轮粗精加工，双面刀盘，双面法滚切加工，一次完成，称为双重双面法。

国内不少企业已采用国产四轴联动CNC小模数弧齿锥齿轮铣齿机生产小模数弧齿锥齿轮。尤其是传动比大于等于3，大轮节锥角大于等于70°的弧齿锥齿轮、双曲线齿轮的大批量生产，均采用双重双面法。

中等以上模数弧齿锥齿轮以及双曲线齿轮的大批量生产基本采用半滚切法，大轮粗加工用粗切机，三面刃刀盘切入法加工。精加工用圆拉精切机，双面圆拉刀盘，圆拉法精加工，圆拉刀盘带缺口，缺口处供分度。加工工件时，工件固定不后退，圆拉刀盘转一圈完成一齿，在刀盘缺口处分度，刀盘匀速转动，大轮齿廓同刀具一致直廓形。

小轮：粗加工，滚切法，双面刀盘。

精加工，凹、凸面分别用单面刀盘滚切法加工。

机床为30°主轴倾斜或带变性机构。

当前国内外不少企业已采用5轴联动CNC弧齿锥齿轮铣齿机替代传统机械传动铣齿机生产中等以上模数弧齿锥齿轮，粗精分别加工如上述。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种工作效率高的小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

所述加工方法包括如下步骤：

1）、计算出大轮和小轮的加工切削数据，所述大轮齿廓采用直廓齿形，通过大轮的齿槽、齿深变化，以及小轮与大轮的啮合线，计算出齿轮啮合时小轮的修正量，即计算出小轮的齿廓，并将两者数据输入铣齿机中；

2）、加工大轮；

3）、加工小轮。

本发明与现有技术相比具有以下优点：可使现有加工效率成倍提高。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

图1是等面积切削的工作原理示意图；

图2是大轮直廓齿形替代渐开线齿形的二齿廓比较示意图；

图3是直廓齿形大轮与小轮啮合状态图（小轮齿廓必须修正）；

图4是大轮切入法加工，大轮刀盘平面与大轮根锥线状况，即大轮切入法加工齿根发生变化相应对小轮进行修正；

图5是小轮修正时，按不同螺旋反向，凹凸面上、下滚反向由编程实施，小轮滚切修正左、右方向不同，凹、凸面不同修正方向不同；

图6是双重双面法加工小模数弧齿锥齿轮，螺旋角不修正，而采用双向滚切，小轮凹凸面螺旋角可修正。

具体实施方式

本发明为专门针对小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮而设计的专用加工方法。

以下对其进行详述：

本发明为一种高效率加工方法，用于生产齿轮传动比大于等于3，大轮节锥角大于等于70°的小模数弧齿锥齿轮，它不同于现有的大中模数弧齿锥齿轮大批量生产的半滚切加工方法。

本发明采用国内生产的刚性好的四轴联动CNC小模数弧齿锥齿轮铣齿机加工大、小轮。

以下对本发明进行详述：

大轮的加工：本发明大轮采用双面法，即双面刀盘切入法加工，替代原有的滚切法。双面刀盘双面切削，切削时大轮固定无任何转动，大轮由直廓齿形替代渐开线齿形，大轮的齿槽、齿深发生变化，见图2。

切入进给采用等面积切削，S1为每刀组进给量(每一刀按内、外各一刀为一组），即每一刀组切削面积相等，切入量不等，切入进给速度递减，这样一次安装切削完成大轮的粗、精加工，刀具切削负载均匀稳定，提高了刀具的寿命。

切削面积计算，即等速切削和等面积切削的比较见图1所示。

小轮的加工：由于大轮采用直廓齿形，图2是大轮直廓齿形替代渐开线齿形的二齿廓比较示意图，外面为直廓齿形，里面为渐开线齿形，小轮不经修正是无法与大轮啮合的。可通过锥齿轮背锥原理计算上述齿轮啮合时小轮的修正量，在加工时切去（如图3所示）。通过计算出的数据，铣齿机对小轮进行齿形、齿线、齿深的修正，就能与大轮啮合，达到较好的接触区。

本发明小轮的加工方法不同于大、中模数弧齿锥齿轮的半滚切单面刀盘精切。而是采用双面刀盘，一次安装，双向滚切法加工，在切削时，伴有滚比修正。

加工时，小轮粗、精加工同时进行，粗、精加工一个面，同时对另一面进行粗加工，即先进行一齿面的粗精滚切加工，同时完成另一面的粗切加工。上述滚切加工一结束，工件不后退，即进行刀位、滚比修正，反向对另一面进行单面滚切精加工，双向滚切后即分度（分齿），分度（分齿）后进行另一齿槽的加工，重复上述双向滚切，不后退直至全部齿槽加工完成。小轮双向滚切可按不同螺旋方向，加工时滚切方向来确定修正1）方向（小轮的凹面和凸面轮廓），然后通过编程来实施。（见图5）。

本发明采用双向滚切，在加工过程中同时进行Z轴的切入进给，修正齿槽深度（图4），大轮由切入法加工，大轮齿槽，齿深发生变化（见图4）。大轮齿根已不在根锥线上。大轮加工时，同时对小轮齿槽、齿根进行修正，由Z轴来实现。Z轴切入是按不同滚切方向对小轮齿深进行修正（见图5）

小轮采用双向滚切法，即提高了切削效率又能实现上述修正，满足了半滚切加工方法的高效率及高质量要求。

采用本发明的半滚切加工方法加工小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮及刀条型硬质合金刀具应用，可使现有加工效率成倍提高，节约人工和能源，同时具有极佳的经济效益。

本发明同样应用于小模数双曲线齿轮的大批量生产。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的专业技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.一种小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法，其特征在于所述加工方法包括如下步骤：

1）、计算出大轮和小轮的加工切削数据，所述大轮齿廓采用直廓齿形，通过大轮的齿槽、齿深变化，以及小轮与大轮的啮合线，计算出齿轮啮合时小轮的修正量，即计算出小轮的齿廓，并将两者数据输入铣齿机中；

2）、加工大轮；

3）、加工小轮，

所述步骤2）中，大轮采用双面刀盘切入法加工，切削时大轮固定；

所述大轮采用等面积切削法；

所述步骤3）中，所述小轮采用双面刀盘、一次安装、双向滚切法加工；

所述小轮在切削时，伴有滚比修正；

所述小模数弧齿锥齿轮传动比大于等于3，大轮节锥角大于等于70°;

所述小轮在切削时，先进行一齿面的粗精滚切加工，同时完成另一齿面的粗切加工，上述滚切加工一结束，工件不后退，即进行刀位、滚比修正，反向对另一面进行单面滚切精加工，双向滚切完成后即分齿，分齿后进行另一齿槽的加工，重复上述双向滚切，不后退直至全部齿槽加工完成。

2.如权利要求1所述的一种小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法，其特征在于所述小轮双向滚切可按不同螺旋方向，加工时的滚切方向来确定修正小轮的凹面和凸面轮廓。

3.如权利要求1所述的一种小模数弧齿锥齿轮及双曲线齿轮的加工方法，其特征在于所述小轮的加工过程中还同时进行Z 轴的切入进给，以修正齿槽深度。