CN101954515A - 使用y54插齿机的插齿加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于插齿加工领域，涉及对使用Y54插齿机的插齿加工方法的改进。所用插齿刀的分度圆齿厚小于被加工零件分度圆上的齿槽宽度，其特征在于，插齿的步骤如下：计算分齿挂轮齿数；进行第一步齿轮加工；求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS；计算拨齿数Zb；将分齿挂轮第二齿轮副从动轮旋转Zb个齿数，使被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS；进行第二步轮加工。本发明无需制造专用插齿刀即可保证加工质量，缩短了加工周期，降低了加工成本，提高加工的合格率。

Description

使用Y54插齿机的插齿加工方法

技术领域

本发明属于插齿加工领域，涉及对使用Y54插齿机的插齿加工方法的改进。

背景技术

Y54插齿机主要用于加工中等模数齿轮。正常情况下，插齿刀与被加工零件的齿形完全适应，一般采用专用插齿刀进行加工。但是，对于单件、小批量生产，制作专用插齿刀很不经济，而且工期长；另外，当插齿刀经过多次修磨后，插齿刀的分度圆齿厚往往小于被加工零件分度圆上的齿槽宽度，使用这种插齿刀加工的零件，虽然其齿根圆直径满足图纸要求，但其分度圆齿厚往往大于图纸要求，造成超差或报废。

发明内容

本发明的目的是：提出一种无需制造专用插齿刀即可保证加工质量的使用Y54插齿机的插齿加工方法，以缩短加工周期、降低加工成本，提高加工的合格率。

本发明的技术方案是：使用Y54插齿机的插齿加工方法，所用插齿刀的模数、压力角和齿高符合被加工零件齿形的要求，所用插齿刀的分度圆齿厚小于被加工零件分度圆上的齿槽宽度，其特征在于，插齿的步骤如下：

1、计算分齿挂轮齿数：

$\frac{A1}{B1}\×\frac{C1}{D1}=2.4\×\frac{Z1}{Z2}...\left[1\right]$

式中，A1、B1、C1、D1为分齿挂轮齿数，A1是分齿挂轮第一齿轮副主动轮的齿数，B1是分齿挂轮第一齿轮副从动轮的齿数，C1是分齿挂轮第二齿轮副主动轮的齿数，D1是分齿挂轮第二齿轮副从动轮的齿数，Z1为插齿刀齿数，Z2为被加工零件的齿数；

2、进行第一步齿轮加工：挂好分齿挂轮后，进行插齿加工，完成齿轮的初步加工，使被加工零件的齿根圆直径满足图纸要求，同时测量出被加工零件的分度圆齿厚S1；

3、求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS：

ΔS＝S1-S2...................................................................[2]

式中，S1是经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚，S2是图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚；

4、计算拨齿数Zb：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{\mathrm{Df}}\×\mathrm{\ΔS}...\left[3\right]$

式中，Df是被加工零件分度圆直径；

5、将被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS：保持插齿刀的位置不动，脱开分齿挂轮第二齿轮副，保持分齿挂轮第二齿轮副的主动轮位置不动，转动分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，使该从动轮相对主动轮转过Zb个齿数，则被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS，然后结合分齿挂轮第二齿轮副；

6、进行第二步轮加工：继续进行插齿加工，直到被加工零件的分度圆齿厚满足图纸要求。

本发明的优点是：无需制造专用插齿刀即可保证加工质量，缩短了加工周期，降低了加工成本，提高加工的合格率。

附图说明

图1是插齿机传动系统示意图。图中，1是被加工零件，2是插齿刀。3是齿挂轮第一齿轮副的主动轮，齿数为A1，4是齿挂轮第一齿轮副的从动轮，齿数为B1，5是分齿挂轮第二齿轮副的主动轮，齿数为C1，6是分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，齿数为D1。7是第一锥齿轮副，传动比为30/30，8是第二锥齿轮副，传动比为30/30，9是第一蜗轮蜗杆副，传动比为1/100，10是第二蜗轮蜗杆副，传动比为1/240。

具体实施方式

下面对本发明做进一步详细说明。使用Y54插齿机的插齿加工方法，所用插齿刀的模数、压力角和齿高符合被加工零件齿形的要求，所用插齿刀的分度圆齿厚小于被加工零件分度圆上的齿槽宽度，其特征在于，插齿的步骤如下：

1、计算分齿挂轮齿数：

$\frac{A1}{B1}\×\frac{C1}{D1}=2.4\×\frac{Z1}{Z2}...\left[1\right]$

式中，A1、B1、C1、D1为分齿挂轮齿数，A1是分齿挂轮第一齿轮副主动轮的齿数，B1是分齿挂轮第一齿轮副从动轮的齿数，C1是分齿挂轮第二齿轮副主动轮的齿数，D1是分齿挂轮第二齿轮副从动轮的齿数，Z1为插齿刀齿数，Z2为被加工零件的齿数；

2、进行第一步齿轮加工：挂好分齿挂轮后，进行插齿加工，完成齿轮的初步加工，使被加工零件的齿根圆直径满足图纸要求，同时测量出被加工零件的分度圆齿厚S1；

3、求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS：

ΔS＝S1-S2...................................................................[2]

式中，S1是经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚，S2是图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚；

4、计算拨齿数Zb：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{\mathrm{Df}}\×\mathrm{\ΔS}...\left[3\right]$

式中，Df是被加工零件分度圆直径；

5、将被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS：保持插齿刀的位置不动，脱开分齿挂轮第二齿轮副，保持分齿挂轮第二齿轮副的主动轮位置不动，转动分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，使该从动轮相对主动轮转过Zb个齿数，则被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS，然后结合分齿挂轮第二齿轮副；

6、进行第二步轮加工：继续进行插齿加工，直到被加工零件的分度圆齿厚满足图纸要求。

本发明的工作原理是：如果被加工零件齿根圆直径达到设计图尺寸要求，而图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚S2未达到设计图尺寸，则测量出经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚S1，用经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚S1减去图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚S2，求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS，然后根据分度圆齿厚差ΔS值，计算拨齿数Zb。其原理如下：

被加工零件的分度圆齿厚差ΔS，反映了插齿刀与被加工零件的相对位置，即插齿刀的齿顶已到达被加工零件齿根圆直径，插齿刀尚未将被加工零件的分度圆齿厚切到图纸要求的尺寸。此时，需要将插齿刀的位置保持不动，即保持被加工零件齿根圆直径不变，而被加工零件只要相对插齿刀的位置沿分度圆旋转被加工零件的分度圆齿厚差ΔS，再进行加工就可满足图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚S2。

如图1所示，实现被加工零件相对插齿刀的位置沿分度圆旋转被加工零件分度圆齿厚差ΔS的方法是，脱开分齿挂轮第二齿轮副，使分齿挂轮第二齿轮副主动轮保持不动，转动分齿挂轮第二齿轮副从动齿轮，并使分齿挂轮第二齿轮副从动齿轮相对其主动轮转过拨齿数Zb个齿数，再经过1/240的第二蜗轮蜗杆传动副，就可使得被加工零件沿分度圆旋转被加工零件的分度圆齿厚差ΔS，即令

$\frac{\mathrm{Zb}}{D1}\×\frac{1}{240}\×\mathrm{\π}\×D_f=\mathrm{\ΔS}---\left[4\right]$

对[4]式进行整理得到：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{D_f}\×\mathrm{\ΔS}---\left[5\right]$

由于Df、D1、ΔS都是已知量，经过计算就可求得拨齿数Zb的具体值了。

其中，

Zb——分齿挂轮第二齿轮副从动齿轮相对其主动轮转过的齿数即拨齿数

D1——分齿挂轮第二齿轮副从动齿轮的齿数

Df——被加工零件分度圆直径

ΔS——被加工零件的分度圆齿厚差ΔS

实施例1：某钢厂被加工零件齿数Z2为32，被加工零件分度圆直径为Df＝φ192mm，图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚S2＝6.54mm，被加工零件齿根圆直径为

所选用的插齿刀齿数Z1为20，其插齿步骤如下：

1、计算分齿挂轮齿数：

$\frac{A1}{B1}\×\frac{C1}{D1}=2.4\×\frac{Z1}{Z2}=2.4\×\frac{20}{32}=\frac{60}{50}\×\frac{40}{32}---\left[1\right]$

式中，A1、B1、C1、D1为分齿挂轮齿数，A1是分齿挂轮第一齿轮副主动轮的齿数，B1是分齿挂轮第一齿轮副从动轮的齿数，C1是分齿挂轮第二齿轮副主动轮的齿数，D1是分齿挂轮第二齿轮副从动轮的齿数，Z1为插齿刀齿数，Z2为被加工零件的齿数；

2、进行第一步齿轮加工：挂好分齿挂轮后，进行插齿加工，完成齿轮的初步加工，使被加工零件的齿根圆直径满足图纸要求

同时测量出被加工零件的分度圆齿厚S1＝6.86mm；

3、求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS：

ΔS＝S1-S2＝6.86-6.54＝0.32    [2]

式中，S1是经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚，S2是图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚；

4、计算拨齿数Zb：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{\mathrm{Df}}\×\mathrm{\ΔS}=76.394\×\frac{30}{192}\×0.32=4.07\≈4---\left[3\right]$

式中，Df是被加工零件分度圆直径；

5、将被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS＝0.32mm：保持插齿刀的位置不动，脱开分齿挂轮第二齿轮副，保持分齿挂轮第二齿轮副的主动轮位置不动，转动分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，使该从动轮相对主动轮转过Zb＝4个齿数，则被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS＝0.32mm，然后结合分齿挂轮第二齿轮副；

6、进行第二步轮加工：继续进行插齿加工，直到被加工零件的分度圆齿厚满足图纸要求的S2＝6.54mm。

这样，经过二步插齿加工，既保证了被加工零件的齿根圆直径，也保证了被加工零件的分度圆齿厚要求。

实施例2：某钢厂被加工零件齿数Z2为63，被加工零件分度圆直径为Df＝φ378mm，图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚S2＝7.54mm，被加工零件齿根圆直径为φ390^+0.05，所选用的插齿刀齿数Z1为18，其插齿步骤如下：

1、计算分齿挂轮齿数：

$\frac{A1}{B1}\×\frac{C1}{D1}=2.4\×\frac{Z1}{Z2}=2.4\×\frac{18}{63}=\frac{60}{70}\×\frac{72}{90}---\left[1\right]$

式中，A1、B1、C1、D1为分齿挂轮齿数，A1是分齿挂轮第一齿轮副主动轮的齿数，B1是分齿挂轮第一齿轮副从动轮的齿数，C1是分齿挂轮第二齿轮副主动轮的齿数，D1是分齿挂轮第二齿轮副从动轮的齿数，Z1为插齿刀齿数，Z2为被加工零件的齿数；

2、进行第一步齿轮加工：挂好分齿挂轮后，进行插齿加工，完成齿轮的初步加工，使被加工零件的齿根圆直径满足图纸要求φ390^+0.05mm；同时测量出被加工零件的分度圆齿厚S1＝7.65mm；

3、求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS：

ΔS＝S1-S2＝7.65-7.54＝0.11    [2]

式中，S1是经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚，S2是图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚；

4、计算拨齿数Zb：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{\mathrm{Df}}\×\mathrm{\ΔS}=76.394\×\frac{90}{378}\×0.11=2.001\≈2---\left[3\right]$

式中，Df是被加工零件分度圆直径；

5、将被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS＝0.11mm：保持插齿刀的位置不动，脱开分齿挂轮第二齿轮副，保持分齿挂轮第二齿轮副的主动轮位置不动，转动分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，使该从动轮相对主动轮转过Zb＝2个齿数，则被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS＝0.11mm，然后结合分齿挂轮第二齿轮副；

6、进行第二步轮加工：继续进行插齿加工，直到被加工零件的分度圆齿厚满足图纸要求的S2＝7.54mm。

这样，经过二步插齿加工，既保证了被加工零件的齿根圆直径，也保证了被加工零件的分度圆齿厚要求。

实施例3：某钢厂被加工零件齿数Z2为66，被加工零件分度圆直径为Df＝φ330mm，图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚S2＝7.68mm，被加工零件齿根圆直径为φ340+0.05mm，所选用的插齿刀齿数Z1为20，Zb计算值等于6，分齿挂轮分别为A1＝64，B1＝66，C1＝66，D1＝88，S1＝7.98mm，其插齿步骤如下：

1、计算分齿挂轮齿数：

$\frac{A1}{B1}\×\frac{C1}{D1}=2.4\×\frac{Z1}{Z2}=2.4\×\frac{20}{66}=\frac{64}{66}\×\frac{66}{88}---\left[1\right]$

式中，A1、B1、C1、D1为分齿挂轮齿数，A1是分齿挂轮第一齿轮副主动轮的齿数，B1是分齿挂轮第一齿轮副从动轮的齿数，C1是分齿挂轮第二齿轮副主动轮的齿数，D1是分齿挂轮第二齿轮副从动轮的齿数，Z1为插齿刀齿数，Z2为被加工零件的齿数；

2、进行第一步齿轮加工：挂好分齿挂轮后，进行插齿加工，完成齿轮的初步加工，使被加工零件的齿根圆直径满足图纸要求φ340^+0.05mm；同时测量出被加工零件的分度圆齿厚S1＝7.98mm；

3、求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS：

ΔS＝S1-S2＝7.98-7.68＝0.30mm    [2]

式中，S1是经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚，S2是图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚；

4、计算拨齿数Zb：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{\mathrm{Df}}\×\mathrm{\ΔS}=76.394\×\frac{88}{330}\×0.30=6.11\≈6---\left[3\right]$

式中，Df是被加工零件分度圆直径；

5、将被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS＝0.30mm：保持插齿刀的位置不动，脱开分齿挂轮第二齿轮副，保持分齿挂轮第二齿轮副的主动轮位置不动，转动分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，使该从动轮相对主动轮转过Zb＝6个齿数，则被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS＝0.30mm，然后结合分齿挂轮第二齿轮副；

6、进行第二步轮加工：继续进行插齿加工，直到被加工零件的分度圆齿厚满足图纸要求的S2＝7.68mm。

这样，经过二步插齿加工，既保证了被加工零件的齿根圆直径，也保证了被加工零件的分度圆齿厚要求。

Claims (1)

1.使用Y54插齿机的插齿加工方法，所用插齿刀的模数、压力角和齿高符合被加工零件齿形的要求，所用插齿刀的分度圆齿厚小于被加工零件分度圆上的齿槽宽度，其特征在于，插齿的步骤如下：

1.1、计算分齿挂轮齿数：

$\frac{A1}{B1}\×\frac{C1}{D1}=2.4\×\frac{Z1}{Z2}...\left[1\right]$

式中，A1、B1、C1、D1为分齿挂轮齿数，A1是分齿挂轮第一齿轮副主动轮的齿数，B1是分齿挂轮第一齿轮副从动轮的齿数，C1是分齿挂轮第二齿轮副主动轮的齿数，D1是分齿挂轮第二齿轮副从动轮的齿数，Z1为插齿刀齿数，Z2为被加工零件的齿数；

1.2、进行第一步齿轮加工：挂好分齿挂轮后，进行插齿加工，完成齿轮的初步加工，使被加工零件的齿根圆直径满足图纸要求，同时测量出被加工零件的分度圆齿厚S1；

1.3、求出被加工零件的分度圆齿厚差ΔS：

ΔS＝S1-S2........................................................................[2]

式中，S1是经初步加工后被加工零件的分度圆齿厚，S2是图纸规定的被加工零件的分度圆齿厚；

1.4、计算拨齿数Zb：

$\mathrm{Zb}=76.394\×\frac{D1}{\mathrm{Df}}\×\mathrm{\ΔS}...\left[3\right]$

式中，Df是被加工零件分度圆直径；

1.5、将被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS：保持插齿刀的位置不动，脱开分齿挂轮第二齿轮副，保持分齿挂轮第二齿轮副的主动轮位置不动，转动分齿挂轮第二齿轮副的从动轮，使该从动轮相对主动轮转过Zb个齿数，则被加工零件沿其分度圆旋转齿厚差ΔS，然后结合分齿挂轮第二齿轮副；

1.6、进行第二步轮加工：继续进行插齿加工，直到被加工零件的分度圆齿厚满足图纸要求。

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