CN107617796A - 弧齿线齿轮的加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弧齿线齿轮的加工设备，包括：底座、以及设置在所述底座上的第一铣削头、第二铣削头、以及回转台；其中，第一铣削头设置有凸齿面铣刀和第一铣刀驱动电机；第二铣削刀设置有凹齿面铣刀和第二铣刀驱动电机；凸齿面铣刀和凹齿面铣刀为圆形盘状，在圆形盘面上沿着圆周方向设置有沿轴向凸起、距离圆心等距的多个刀刃，且凸齿面铣刀和凹齿面铣刀在电机的驱动下以各自圆心为轴旋转，第一和第二铣削头位于回转台的同侧，刀刃均朝向回转台所在的一侧；回转台设置有齿坯固定部；回转台能够相对于第一和第二铣削头运动。本发明为铣刀如何安装提供了解决方案，有效提高了切削加工效率，并且降低了铣刀的制造和维护成本。

Description

弧齿线齿轮的加工设备

技术领域

本发明涉及一种弧齿线齿轮的加工设备。

背景技术

越来越多的齿轮传动中采用弧齿圆柱齿轮(也可称为弧齿线齿轮)，其主要特征是圆柱体上的轮齿呈弧形。弧齿圆柱齿轮具有啮合性能好、重叠系数大、轴向力相互抵消、传动效率高、抗弯强度大、齿面接触强度好等优点，弧齿圆柱齿轮具有优越的传动特性，在大多数应用环境下可以代替直齿、斜齿及人字齿圆柱齿轮的应用。同时，弧齿圆柱齿轮具有传动平稳、传动噪声低、效率高、使用寿命长、使用与安全要求低等特征，具有广阔的应用前景。

虽然弧齿线齿轮具有诸多优势，但是对于如何加工弧齿线齿轮，目前仍旧没有提出行之有效的方案。

专利号为201310110784.9的专利公开了一种用于对弧齿线齿轮进行加工的装置。该装置采用设置固定在支座上的行星架、行星轮、太阳轮和惰轮，随着行星架旋转摆动，太阳轮、惰轮、行星轮会进行转动，当行星架旋转一周时将对齿坯完成一次切削。虽然该专利所公开的装置能够在齿坯上切削出弧形齿线，但是该专利所采用刀具包括太阳轮、惰轮和行星轮，其结构非常复杂，制作这样的刀具本身所耗费的成本较高。另外，在切削过程中，上述太阳轮、惰轮和行星轮彼此啮合并旋转，在高速运行的情况下阻力较大，不仅加工效率不高，而且一旦其中的一个齿轮出现损坏，将导致整个刀具无法工作，需要进行整体更换，进一步增加了维护成本。另外，上述专利仅公开了刀具的结构，对于刀具如何安装在设备上、工件如何固定，并没有给出解决方案。

针对相关技术中弧齿线齿轮的加工刀具结构复杂、加工效率低、制造和维护成本高、以及刀具如何固定安装的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种弧齿线齿轮的加工设备，能够有效降低制造和维护刀具的成本，提高加工效率和加工过程的稳定性，并且针对刀具和齿坯如何安装在设备上进行切削提供了有效的解决方案。

本发明提供了一种弧齿线齿轮的加工设备。

根据本发明的弧齿线齿轮的加工设备包括底座、以及设置在底座上的回转台和一至二个铣削头；在设置有两个铣削头的情况下，第一铣削头设置有凸齿面铣刀和第一铣刀驱动电机，凸齿面铣刀和第一铣刀驱动电机之间连接；第二铣削头设置有凹齿面铣刀和第二铣刀驱动电机，凹齿面铣刀与第二铣刀驱动电机之间连接；回转台、和/或第一铣削头和第二铣削头以能够在底座的台面上滑动的方式安装在底座上；第一铣削头和第二铣削头位于回转台的同侧，并且凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的刀刃均朝向回转台所在的一侧；

在设置有一个铣削头的情况下，加工设备包括底座和设置在底座上的回转台，并且进一步设置有为该铣削头更换铣刀的刀库，该铣刀包括凸齿面铣刀和凹齿面铣刀；在凸齿面铣刀或凹齿面铣刀安装在该铣削头上之后能够在电机的驱动下旋转，并且刀刃朝向回转台所在的一侧；该铣削头和回转台中的至少之一以能够在底座的台面上滑动的方式安装在底座上；

其中，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀为圆形盘状，在圆形盘面上沿着圆周方向设置有沿轴向凸起、距离圆心等距的多个刀刃，且凸齿面铣刀和凹齿面铣刀在电机的驱动下以各自圆心为轴旋转；

回转台设置有齿坯固定部以及转台伺服电机，转台伺服电机与齿坯固定部传动连接并驱动齿坯固定部转动。

其中，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的铣刀齿形半角等于齿轮节园压力角，铣刀前刀面在距齿顶(ha+c)m处度量铣刀径向尺寸即设计基准，其中，ha为齿顶高系数，c为顶隙系数，m为齿轮模数。

此外，凸齿面铣刀的内侧刃为成型刀刃，凸齿面铣刀的节径为2Re，凸齿面铣刀的外侧刃的节径小于2Re+πm，其中，Re为被加工齿轮凸齿廓半径，m为齿轮模数。

另一方面，凹齿面铣刀的外侧刃为成型刀刃，凹齿面铣刀的节径为2Ri，凹齿面铣刀的内侧刃的节径大于2Ri-πm，其中，Ri为被加工齿轮凹齿廓半径，m为齿轮模数。

在一个实施例中，所述凸齿面铣刀，凸齿线铣刀节园处宽度Be满足如下条件：

对于凹齿面铣刀，凹齿线铣刀节园处宽度Bi满足如下条件：

其中，Re为被加工齿轮凸齿廓半径，Ri为被加工齿轮凹齿廓半径，m为齿轮模数。

此外，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的每个刀刃通过斜楔压块及螺钉安装在刀盘上。

此外，回转台安装在十字滑台上，十字滑台安装于底座上设置的第一滑轨，回转台安装在十字滑台的第二滑轨上，第一滑轨沿第一方向延伸，第二滑轨沿第二方向延伸，第一方向与第二方向垂直。

此外，在设置有两个铣削头的情况下，第一铣削头和第二铣削头中的每一个铣削头均以能够运动的方式安装在独立的滑台上，每个滑台安装在底座的滑轨上。

此外，在设置有两个铣削头的情况下，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的旋转轴彼此平行。

此外，齿坯固定部位于回转台顶部，齿坯固定部的旋转轴垂直于底座的台面；回转台安装有传感器，用于对齿坯固定部的回转精度进行反馈补偿。

此外，该加工设备为数控设备，回转台和/或铣削头在底座的台面上的滑动、以及齿坯固定部的转动均为闭环控制。

本发明通过在回转台的同侧设置单个或两个铣削头，铣削头上固定铣刀，为铣刀如何安装提供了解决方案，并且，由于铣刀由刀盘和凸起的多个刀刃组成，所以铣刀结构简单，制造成本较低；由于铣刀在加工时的主切削运动是以刀盘圆心为轴进行旋转，所以其动作较为简单，通过增大转速能够有效提高切削效率；另外，本发明通过刀盘旋转的方式进行加工，齿线的弧度取决于铣刀刀盘的直径，相比于传统技术中采用大旋转半径的刀刃进行加工的方法，本发明能够加工出弧线更长、弧度更加明显的弧齿线齿轮，有助于发挥弧齿线齿轮的各种优势；另外，本发明可以在两个铣削头上分别设置有用于加工两种齿面的铣刀，通过两种不同的铣刀先后对所有的齿进行加工后即可在齿坯上切削出弧形的齿线，在加工过程中省去了换刀操作，进一步提高了加工效率；另外，本发明也可以仅设置单个铣削头，通过换刀来完成两种齿面的加工，这样能够减小设备的体积，降低加工设备的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的弧齿线齿轮的加工设备的俯视图；

图2是根据本发明实施例的弧齿线齿轮的加工设备的侧视图；

图3a至图3d是根据本发明实施例的加工设备所采用铣刀的结构图；

图4a和4b是根据本发明实施例的加工设备的凸齿面铣刀对齿坯进行加工的示意图；

图5a和图5b是根据本发明实施例的加工设备的凹齿面铣刀对齿坯进行加工的示意图；

图6是根据本发明实施例的加工设备所加工的弧齿线圆柱齿轮沿节园柱面的齿廓剖面展开图。

底座1；第一滑轨11；第一铣削头2；凸齿面铣刀21；刀盘211；刀刃212；固定孔213；第一铣刀驱动电机22；铣头箱23；后铣头滑台24；后立柱25；第二铣削头3；凹齿面铣刀31；第二铣刀驱动电机32；前铣头33；前铣头滑台34；前立柱35；回转台4；齿坯固定部41；转台伺服电机42；十字滑台5；第二滑轨51；X向滑台伺服电机6；Y向滑台伺服电机7；齿坯8。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种弧齿线齿轮的加工设备。

如图1所示，根据本发明实施例的弧齿线齿轮的加工设备可以为数控设备，其包括：底座1、以及设置在底座上的第一铣削头2、第二铣削头3、以及回转台4。

其中，第一铣削头2设置有凸齿面铣刀21和第一铣刀驱动电机22(也可以称为铣头箱电机)，凸齿面铣刀21和第一铣刀驱动电机22之间传动连接。第二铣削头3则设置有凹齿面铣刀31和第二铣刀驱动电机32，凹齿面铣刀31与第二铣刀驱动电机32之间传动连接。在一个相反的实施例中，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的安装位置可以调换，也就是说，第一铣削头2上可以设置凹齿面铣刀，而在第二铣削头上设置凸齿面铣刀。

其中，第一铣削头2可以进一步包括铣头箱23，连接在凸齿面铣刀21和第一铣刀驱动电机22之间，并传递由第一铣刀驱动电机22施加的力。在一个实施例中，第一铣削头2还可以进一步设置有后铣头滑台24和后立柱25，凸齿面铣刀21安装与铣头箱23，铣头箱23固定在后铣头滑台24的滑板上，上下高度可手动调整，以适应加工不同高度的齿轮加工。

在一个实施例中，第二铣削头3的结构可以与第一铣削头2对应相同，两者的差异在于铣刀所加工的齿面不同。具体而言，第二铣削头3可以包括铣头箱33，连接在凹齿面铣刀31和第二铣刀驱动电机32之间，并传递由第二铣刀驱动电机32施加的力。第二铣削头3还可以包括铣头箱滑台34和前立柱35，凹齿面铣刀31安装与前铣头33，前铣头33固定在前铣头滑台34的滑板上，上下高度可手动调整，以适应加工不同高度的齿轮加工。

在一个实施例中，上述第一铣刀驱动电机22和第二铣刀驱动电机可以是变频电机(伺服电机)。

参见图2，回转台4设置有齿坯固定部41以及转台伺服电机42，转台伺服电机42与齿坯固定部41传动连接并驱动齿坯固定部41转动。齿坯固定部41位于回转台4顶部，齿坯固定部41的旋转轴垂直于回转工作台的台面。为了保证第一铣削头和第二铣削头能够对回转台4上固定的齿坯8进行加工，回转台4、和/或第一铣削头2和第二铣削头3以能够在底座1的台面上滑动的方式安装在底座1上，从而使得回转台4能够相对于第一铣削头2和第二铣削头3运动。

如图1所示，在一个实施例中，回转台4被固定在十字滑台5上，十字滑台5安装于底座1上设置的第一滑轨11，回转台4安装在十字滑台5的第二滑轨51上，第一滑轨11沿第一方向延伸，第二滑轨51沿第二方向延伸，第一方向与第二方向垂直。第一铣削头2和第二铣削头3所对应的位置分别为一个工位。

图1所示的加工设备可以进一步包括X向滑台伺服电机6和Y向滑台伺服电机7。图1所示的纵向为X方向，横向为Y方向，X向滑台伺服电机6用于驱动回转台4沿着第二滑轨51运动(即，沿着X方向运动)，从而让回转台4能够在第一铣削头2所对应的工位和第二铣削头所对应的工位之间移动，完成工位的转换，并且用于完成单一齿廓展成运动(内传动链)，即铣出齿廓的运动；Y向滑台伺服电机7用于驱动回转台4沿着第一滑轨11运动(即，沿着Y方向运动)，从而让铣刀沿被加工齿轮径向进行切入及退出。

另外，转台伺服电机42则用于实现齿坯的分度运动，即，铣完一个齿廓后，转台伺服电机42驱动被加工齿轮分度到下一个齿槽的运动。不仅如此，在凸齿面铣刀和凹齿面铣刀在加工单个齿时，转台伺服电机42还用于配合X向滑台伺服电机6实现齿廓的展成运动。在展成加工过程中，转台伺服电机42驱动回转台4的齿坯8转动，此时X向滑台伺服电机6驱动回转台4沿着回转台4转动的切向在X方向运动，其中，被加齿坯的节园线速度Vw＝齿条节线的线速度Vx。在一个实施例中，回转台主轴装可以有高精度圆光栅，对回转台回转精度进行反馈补偿，属于闭环数字控制。

在加工过程中，可以先通过X向滑台伺服电机6将回转台和其上的齿坯8移动至第一铣削头2所对应的工位，在加工完所有凸齿面后，通过X向滑台伺服电机6将回转台和其上的齿坯8移动至第二铣削头3对应的工位，加工所有的凹齿面，从而完成对所有齿的加工。或者，也可以先加工所有凹齿面，之后再加工所有凸齿面。

在一个实施例中，X向滑台伺服电机6和Y向滑台伺服电机7的位移精度可以由伺服电机驱动滚珠丝杠保证，回转台4的转动由伺服电机驱动蜗杆蜗轮实现。

这样，通过一个滑台即可实现回转台相对于第一和第二铣削头的相对运动。

图1和图2所示出的加工设备具有以下优势：

(1)为双铣头单十字滑台结构，两把单面刀盘铣刀，一把铣刀铣齿槽凸齿面，另一把铣刀铣齿槽凹齿面，凹凸齿面分开在两个工位加工，调整简单；

(2)工件一次安装加工凹凸齿面，加工精度高，质量稳定，生产效率高；

(3)各数控坐标轴采用闭环控制，运动精度高；

(4)借助于数控设备，整个加工过程全数字化控制，自动化程度高，人工因素对加工影响小，省去人工对刀，操作更加简单，精度更高(相比传统加工方法提高一个或多个精度等级)。

在其他实施例中，回转台4可以固定安装与底座1上，此时，第一铣削头2和第二铣削头3中的每一个铣削头均以能够运动的方式安装在独立的滑台上，每个滑台均安装在底座1的滑轨上；或者，回转台4、第一铣削头2和第二铣削头3均以能够运动的方式安装在独立的滑台上；或者，回转台4和第一铣削头2安装在滑台上从而能够在底座1上运动，而第二铣削头3固定安装在底座1上。在这些实施例中，所采用滑台的结构可以和图1中所示的十字滑台5的结构类似，或者也可以采用其他类型的滑台、甚至其他形式的运动连接来实现回转台4与第一铣削头2和第二铣削头3之间的相对运动。

结合图1所示的设备，第一铣削头2和第二铣削头3位于回转台4的同侧，凸齿面铣刀21和凹齿面铣刀31的刀刃均朝向回转台4所在的一侧，也就是说，在Y方向上，回转台4位于第一铣削头2和第二铣削头3的左侧，此时，凸齿面铣刀21和凹齿面铣刀31的刀刃沿着Y方向朝向回转台所在的一侧，即，朝向左侧，凸齿面铣刀21和凹齿面铣刀31的旋转轴彼此平行。

此外，图3a示出了凸齿面铣刀21的大致结构(凹齿面铣刀31的结构与之类似)。从图中可以看出，凸齿面铣刀的刀盘211为圆形，其上均匀分布多个刀刃212。在图3a所示出的实施例中，凸齿面铣刀21的每个刀刃212通过对应的斜楔压块及螺钉固定在刀盘211上(类似地，凹齿面铣刀的刀刃也可以通过斜楔压块及螺钉的方式固定在凹齿面铣刀的刀盘上)。通过这种固定方式，使得凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的每个刀刃都能够分别拆卸和更换，便于维护，并且降低了成本。

在一个实施例中，凸齿面铣刀可以通过刀盘中央位置设置的固定孔213与主轴连接。类似地，凹齿面铣刀的刀盘中央同样可以设置有相同或类似的固定孔。在其他实施例中，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀可以通过其他方式固定在各自的主轴上。

图3b示出了凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的刀刃。如图3b所示，刀刃下部的柱状部分用于固定安装在刀盘，上部的较尖锐部分用于切削。

结合图3b所示的刀刃，弧齿线圆柱齿轮铣刀的设计思路如下：

(1)弧齿线圆柱齿轮需要两个以上刀盘才能完成加工最少需要设计一个凸齿线铣刀盘、和一个凹齿线铣刀盘；

(2)用齿轮分度园(节园)处圆弧半径做为铣刀的设计基准；

(3)铣刀齿形半角等于齿轮节园压力角；

(4)铣刀前刀面在距齿顶(ha+c)m处度量铣刀径向尺寸即设计基准，其中，ha为齿顶高系数，c为顶隙系数，m为齿轮模数。图3b所示参数的名称参见表1所示：

表1

当图3b所示的刀刃用于凸齿面铣刀时，齿宽铣刀节园处宽度取Be；当图3b所示的刀刃用于凹齿面铣刀时，铣刀节园处宽度取Bi。Be和Bi的定义以及取值如下表2所示：

表2

图3c是根据本发明实施例的设备所采用凸齿面铣刀的结构图。如图3c所示，凸齿面铣刀21的节径为2Re。在一个实施例中，刀刃的铣刀前刀面与刀刃顶端的距离为1.25m，而外侧刃的节径小于2Re+πm。其中，Re为被加工齿坯的凸齿廓节园半径，m为齿轮模数。

如图4a所示，在进行切削时，凸齿面铣刀21以其圆心为轴旋转，同时齿坯8可以相对于凸齿面铣刀21进行Y方向的相对运动，随着多个刀刃以圆弧状轨迹运动，沿着齿坯8的径向切入，切削深度达到后，转台转动及X方向移动即Vw＝Vx完成一个齿面的展成加工。即可切削得到图中虚线所示的凸齿面。如图4b和图3c所示，在切削过程中，凸齿面铣刀21的内侧刃为成型刀刃，外侧刃为辅助刀刃。

图3d是根据本发明实施例的设备所采用凹齿面铣刀的结构图。如图3d所示，凹齿面铣刀31的节径为2Ri，而内侧刃的节径大于2Ri-πm。在一个实施例中，刀刃的铣刀前刀面与刀刃顶端的距离为1.25m。其中，Ri为被加工齿坯的凹齿廓节园半径，m为齿轮模数。

如图5a所示，与图4a所示的切入方式类似，在切削时，凹齿面铣刀31同样以其圆心为轴旋转，同时齿坯8可以相对于凹齿面铣刀31进行Y方向的相对运动，随着多个刀刃以圆弧状轨迹运动，沿着齿坯8的径向切入，在达到切削深度后，转台转动及X方向移动即Vw＝Vx完成一个齿面的展成加工。即可切削得到图中虚线所示的凹齿面。如图5b和图3d所示，在切削过程中，凹齿面铣刀31的外侧刃为成型刀刃，内侧刃为辅助刀刃。

在通过凸齿面铣刀和凹齿面铣刀进行切削时，成型切削刃(成型刀刃)用于加工时切削展成法成形齿轮齿面，辅助刀刃用于切削齿坯多余金属材料。

另外，被加工齿轮凹齿廓半径Ri的确定原则如下：

被加工齿轮凹齿廓半径Ri的确定原则是Ri尽可能小，以增加齿轮啮合的重叠系数。最小Ri应满足2Ri＞b，其中b为被加工齿轮齿宽。

在模数较大时，需将铣刀盘切削刃设计制造成错齿切削刃，即分N个切削刃组，但需保证一组成型切削刃位置正确，其它(N-1)组切削刃为辅助切削刃以使刀盘切削加工时受力均匀省力，但必须保证所有切削刃都在如图Bi、Be的范围之内。

弧齿线圆柱齿轮的齿廓成型原理为弧齿线圆柱齿轮和弧齿线齿条的啮合原理，即弧齿线圆柱齿轮的节园柱面与弧齿线齿条的节平面进行纯滚动。因此，本发明提出的弧齿线圆柱齿轮铣刀的设计原则，就是根据弧齿线圆柱齿轮沿节园柱面的齿廓剖面展开图来确定弧齿线圆柱齿轮铣刀在节平面内的相关尺寸。图6是根据本发明实施例的加工设备所加工的弧齿线圆柱齿轮沿节园柱面的齿廓剖面展开图。在图6中，凸齿廓的圆弧半径为Re，凹齿廓的圆弧半径为Ri，齿宽为b。在一个实施例中，为提高齿轮副的接触率，Ri略大于Re。

以上所描述的是底座1上设置两个铣削头的技术方案及其实施例。实际上，底座上也可以仅设置一个铣削头。此时，根据本发明的加工设备进一步设置有刀库，刀库中可以存放铣刀，例如，刀库中可容纳的铣刀包括凸齿面铣刀和凹齿面铣刀，根据工艺流程要求，可以对单个铣削头进行换刀，以在单个铣削头上安装凸齿面铣刀或者凹齿面铣刀。

不论是安装凸齿面铣刀还是凹齿面铣刀，铣刀的刀刃突出方向应当朝向回转台所在的一侧。

在仅包含单个铣削头的方案中，需要对弧齿线齿轮的凸齿面和凹齿面进行先后加工。例如，可以首先在铣削头上安装凸齿面铣刀；在加工完所有凸齿面之后，将凸齿面铣刀换下并安装凹齿面铣刀，以加工所有的凹齿面。或者，也可以先安装凹齿面铣刀以加工所有的凹齿面，之后再换上凸齿面铣刀以加工所有的凸齿面。

在仅设置单个铣削头的方案中，凸齿面铣刀和凹齿面铣刀的形状、结构和参数、回转台的结构和控制、以及铣削头和/或回转台在底座上的滑动等，同样可以参见前文中针对双铣削头方案中所使用铣刀所做的描述。这里不再赘述。

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过在回转台的一侧设置单个铣削头、或者在回转台的同侧设置两个铣削头，铣削头上固定铣刀，为铣刀和齿坯如何固定安装提供了解决方案，且由于铣刀由刀盘和凸起的多个刀刃组成，所以其结构简单，制造成本较低，便于更换和维护；由于铣刀在加工时的主切削运动是以刀盘圆心为轴进行旋转，其动作较为简单，不仅能够有效切削，而且通过增大转速能够有效提高切削效率；另外，本发明可以在两个铣削头上分别设置有用于加工两种齿面的铣刀，通过两种不同的铣刀先后对所有的齿进行加工后即可在齿坯上切削出弧形的齿线，在加工过程中省去了换刀操作，进一步提高了加工效率；另外，本发明也可以仅设置单个铣削头，通过换刀来完成两种齿面的加工，这样能够减小设备的体积，降低加工设备的成本。

在采用本发明提出的方案后，由于刀盘的直径影响弧齿线的弧度，所以能够使加工出齿轮的弧齿线更长，弧度更加明显，让齿轮接触强度和抗弯强度更大，从而尽可能发挥弧齿线园柱齿轮传动的各种优良性能。例如，本发明的方法所加工的齿轮可以达到：齿宽b与分度园处园弧半径R(Re/Ri)的比值(b/Re以及b/Ri)达到2左右。而常规技术中所加工出齿轮的b/R最大0.2，其弧度非常不明显，因此也不能够发挥出弧齿线齿轮的各种优势，本发明很好地解决了这一问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种弧齿线齿轮的加工设备，其特征在于，包括：

底座(1)、以及设置在所述底座上的回转台(4)和一至二个铣削头；在设置有两个铣削头的情况下，第一铣削头(2)设置有凸齿面铣刀(21)和第一铣刀驱动电机(22)，所述凸齿面铣刀(21)和所述第一铣刀驱动电机(22)之间连接；第二铣削头(3)设置有凹齿面铣刀(31)和第二铣刀驱动电机(32)，所述凹齿面铣刀(31)与所述第二铣刀驱动电机(32)之间连接；所述回转台(4)、和/或所述第一铣削头(2)和所述第二铣削头(3)以能够在所述底座(1)的台面上滑动的方式安装在所述底座(1)上；所述第一铣削头(3)和所述第二铣削头(3)位于所述回转台(4)的同侧，并且所述凸齿面铣刀(21)和所述凹齿面铣刀(31)的刀刃均朝向所述回转台(4)所在的一侧；

在设置有一个铣削头的情况下，所述加工设备包括底座(1)和设置在所述底座(1)上的回转台，并且进一步设置有为该铣削头更换铣刀的刀库，该铣刀包括凸齿面铣刀(21)和凹齿面铣刀(31)；在凸齿面铣刀(21)或凹齿面铣刀(31)安装在该铣削头上之后能够在电机的驱动下旋转，并且刀刃朝向所述回转台(4)所在的一侧；该铣削头和所述回转台(4)中的至少之一以能够在所述底座(1)的台面上滑动的方式安装在所述底座(1)上；

其中，所述凸齿面铣刀(21)和凹齿面铣刀(31)为圆形盘状，在圆形盘面上沿着圆周方向设置有沿轴向凸起、距离圆心等距的多个刀刃，且所述凸齿面铣刀(21)和所述凹齿面铣刀(31)在电机的驱动下以各自圆心为轴旋转；

所述回转台(4)设置有齿坯固定部(41)以及转台伺服电机(42)，所述转台伺服电机(42)与所述齿坯固定部(41)传动连接并驱动所述齿坯固定部(41)转动。

2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述凸齿面铣刀(21)和所述凹齿面铣刀(31)的铣刀齿形半角等于齿轮节园压力角，铣刀前刀面在距齿顶(ha+c)m处度量铣刀径向尺寸即设计基准，其中，ha为齿顶高系数，c为顶隙系数，m为齿轮模数。

3.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述凸齿面铣刀(21)的内侧刃为成型刀刃，所述凸齿面铣刀(21)的节径为2Re，所述凸齿面铣刀(21)的外侧刃的节径小于2Re+πm，其中，Re为被加工齿轮凸齿廓半径，m为齿轮模数；

所述凹齿面铣刀(31)的外侧刃为成型刀刃，所述凹齿面铣刀(31)的节径为2Ri，所述凹齿面铣刀(31)的内侧刃的节径大于2Ri-πm，其中，Ri为被加工齿轮凹齿廓半径，m为齿轮模数。

4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，对于所述凸齿面铣刀，凸齿线铣刀节园处宽度Be满足如下条件：

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对于所述凹齿面铣刀，凹齿线铣刀节园处宽度Bi满足如下条件：

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其中，Re为被加工齿轮凸齿廓半径，Ri为被加工齿轮凹齿廓半径，m为齿轮模数。

5.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述凸齿面铣刀(21)和所述凹齿面铣刀(31)的每个刀刃通过斜楔压块及螺钉安装在刀盘上。

6.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述回转台(4)安装在十字滑台(5)上，所述十字滑台(5)安装于所述底座(1)上设置的第一滑轨(11)，所述回转台(4)安装在所述十字滑台(5)的第二滑轨(51)上，所述第一滑轨(11)沿第一方向延伸，所述第二滑轨(51)沿第二方向延伸，所述第一方向与所述第二方向垂直。

7.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，在设置有两个铣削头的情况下，所述第一铣削头(2)和所述第二铣削头(3)中的每一个铣削头均以能够运动的方式安装在独立的滑台上，每个滑台安装在所述底座(1)的滑轨上。

8.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，在设置有两个铣削头的情况下，所述凸齿面铣刀(21)和所述凹齿面铣刀(31)的旋转轴彼此平行。

9.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述齿坯固定部(41)位于所述回转台(4)顶部，所述齿坯固定部(41)的旋转轴垂直于所述底座(1)的台面；

所述回转台(4)安装有传感器，用于对所述齿坯固定部(41)的回转精度进行反馈补偿。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的加工设备，其特征在于，该加工设备为数控设备，所述回转台(4)和/或铣削头在所述底座(1)的台面上的滑动、以及所述齿坯固定部(41)的转动均为闭环控制。