CN102476263A - 一种采用剃齿刀加工中凸齿轮的方法及修形剃齿刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中凸齿轮的加工方法及剃齿刀，包括齿胚粗加工、热处理、齿胚精加工、剃齿前滚齿、剃齿工序，剃齿工序采用具有三类刀齿的修形剃齿刀来加工中凸齿轮，修形剃齿刀由三类刀齿构成，一类是标准剃齿刀的正常刀齿，一类是由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿厚削薄的刀齿，另外一类是由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿槽削薄的刀齿，三类刀齿在剃齿刀上间隔交替分布，其齿形都是标准渐开线，本发明采用剃齿刀加工中凸齿轮，可通过对剃齿刀刀齿选择合理的削薄方式和削薄量来获得理想的中凸齿形，由于三类刀齿的齿形仍为标准的渐开线，因此加工出来的齿轮基节精度较好，齿轮噪声得到明显的改善。

Description

一种采用剃齿刀加工中凸齿轮的方法及修形剃齿刀

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术领域，特别是涉及一种采用修形的剃齿刀来加工中凸齿轮的方法及所用到的修形剃齿刀。

背景技术

随着齿轮噪声研究的不断深入和发展，人们逐渐认识到，齿轮的齿形误差是影响齿轮噪声的主要因素之一，而其中尤以齿形误差为主。在齿形误差值相同的情况下，齿形中凹的齿轮与齿形中凸的齿轮相比噪声要严重得多。比如模数为2mm齿数为48齿的两个齿轮，齿形误差值相同，都是0.015mm，但一个齿形中凹，一个齿形中凸，两者噪声相差竟高达8-10分贝。

剃齿是齿轮加工普遍采用的方法。目前大多数齿轮专业生产厂家剃齿加工均使用正常的标准剃齿刀，而正常的标准剃齿刀剃齿加工出来的齿轮，齿形均为中凹齿形，不利于齿轮噪声的改善。虽有少数厂家可剃齿加工出齿形中凸的齿轮，但其采用的方法是将标准剃齿刀刀齿中部修形，修形为中凹齿形。其缺点主要有两个：一是修形后的剃齿刀刀齿齿形中凹，不是标准的渐开线，加工出来的齿轮虽然齿形中凸，但基节精度不好，齿轮噪声改善的效果不明显；二是要将标准剃齿刀刀齿中部修形为需要的中凹齿形，修磨工作非常麻烦，需反复试磨多次才能达到要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中中凸齿轮加工麻烦、基节精度不好、噪声大的缺陷，提供一种采用修形剃齿刀来加工中凸齿轮的方法以及该加工方法中所用到的修形剃齿刀。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

本发明中凸齿轮的加工方法：包括齿胚粗加工、热处理、齿胚精加工、剃齿前滚齿、剃齿工序，剃齿工序采用具有三类刀齿的修形剃齿刀来加工中凸齿轮，修形剃齿刀由三类刀齿构成，一类是标准剃齿刀的正常刀齿，一类是由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿厚削薄的刀齿，另外一类是由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿槽削薄的刀齿，三类刀齿在剃齿刀上间隔交替分布。

上述方法中的三类刀齿的齿形都是标准渐开线。

前述方法所加工的中凸齿轮的鼓形量等于修形剃齿刀齿厚削薄量和齿槽削薄量中的较大值。

本发明还提供了一种用于加工中凸齿轮的修形剃齿刀：包括刀体、由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿厚削薄的刀齿、标准剃齿刀正常刀齿和由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿槽削薄的刀齿，齿厚削薄刀齿、正常刀齿和齿槽削薄刀齿在刀体上间隔交替分布。

上述修形剃齿刀的齿厚削薄刀齿和齿槽削薄刀齿的齿形是标准渐开线。

上述修形剃齿刀的齿厚削薄刀齿和齿槽削薄刀齿中至少有一个削薄量等于所加工中凸齿轮的鼓形量，另一个削薄量小于等于所加工中凸齿轮的鼓形量。

前述修形剃齿刀上三类刀齿间隔交替分布指的是三类刀齿采用如下方式排列：一个或以上齿厚削薄刀齿、一个正常刀齿、一个或以上齿槽削薄刀齿、一个正常刀齿、一个或以上齿厚削薄刀齿、一个正常刀齿、一个或以上齿槽削薄刀齿……，如图1和图2所示。

本发明的工作原理：由于剃齿刀齿厚削薄刀齿、齿槽削薄刀齿及正常刀齿在剃齿刀上间隔交替分布，因此，剃齿加工时剃齿刀的刀齿与工件的重合度将略小于1，加工过渡过程将出现线外啮合的情况，而线外啮合使工件作减速运动，加工出中凸齿形的齿轮。

采用修形剃齿刀来加工中凸齿轮，加工过程中会出现如图4和图5所示的线外啮合情况。由图4可知，正常刀齿在A1B1点发生切削，刀具连续回转到图5的位置时，正常刀齿本应推出啮合，但因齿厚削薄刀齿的两侧被削薄，不参与啮合，运动的传递依靠正常刀齿在工件齿根的刮行，即发生了刀具齿顶与工件齿根的线外啮合情况。由于线外啮合时，工件的转速减慢，使得工件左侧A2点附近的去除量减少，齿形凸出，这种情况下，线外啮合使工件齿廓出现顶高。同样分析可以获知，齿槽削薄刀齿使工件出现根高的齿形特征。因此，剃齿刀刀齿的削薄方式不同，对工件齿形的影响也不同。对剃齿刀刀齿选择合理的削薄方式和削薄量，便可以获得理想的中凸齿形。

与现有技术相比，本发明采用修形的剃齿刀加工齿轮，不但可以避免剃齿齿形中凹，还可通过对剃齿刀刀齿选择合理的削薄量来获得理想的中凸齿形，当剃齿刀齿厚削薄刀齿、齿槽削薄刀齿及正常刀齿这三类刀齿的齿形仍为标准的渐开线时，所加工出来的齿轮基节精度较好，齿轮噪声得到明显的改善，同时，由于削薄齿齿形仍为标准的渐开线，所以刀齿齿形修磨工作简便易行，避免了中部修形法将刀齿齿形修为中凹齿形时需反复试磨的麻烦，可大大提高现有剃齿工艺水平。

附图说明

图1和图2是本发明修形剃齿刀的两个实例的结构示意图；

图3是本发明修形剃齿刀侧视图（半剖视）；

图4和图5是加工过程中线外啮合情况示意图，粗线为削薄层。

具体实施方式

加工工件参数及齿形要求：模数m=1.5mm，齿数z=65，压力角α=20o，齿形Ff=0.015mm，齿形中凸量ε=0.005mm。

修形剃齿刀：m=1.5mm，齿数z=195，压力角α=20o，剃齿刀刀齿数195个，195个刀齿的齿形均为标准的渐开线。其中齿厚削薄刀齿90个，削薄量0.003～0.005mm；齿槽削薄刀齿90个，削薄量0.003～0.005mm；正常刀齿15个。三类刀齿在剃齿刀上的排列位置是：6个齿厚削薄刀齿、1个正常刀齿、6个齿槽削薄刀齿间隔交替分布。

利用上述修形剃齿刀加工工件时，采用普通剃齿工艺，即：齿胚粗加工、热处理、齿胚精加工、剃齿前滚齿（留剃余量为0.05mm）、剃齿。剃齿加工出的工件经计量检测，其齿形Ff=0.011mm，齿形中凸量ε=0.005mm，符合要求。

Claims (6)

1.一种采用剃齿刀加工中凸齿轮的方法，包括齿胚粗加工、热处理、齿胚精加工、剃齿前滚齿、剃齿工序，其特征在于：剃齿工序采用具有三类刀齿的修形剃齿刀来加工中凸齿轮，修形剃齿刀由三类刀齿构成，一类是标准剃齿刀的正常刀齿，一类是由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿厚削薄的刀齿，另外一类是由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿槽削薄的刀齿，三类刀齿在剃齿刀上间隔交替分布。

2.按照权利要求1所述采用剃齿刀加工中凸齿轮的方法，其特征在于：所述三类刀齿的齿形是标准渐开线。

3.按照权利要求1所述采用剃齿刀加工中凸齿轮的方法，其特征在于：所述中凸齿轮的鼓形量等于修形剃齿刀齿厚削薄量和齿槽削薄量中的较大值。

4.一种加工中凸齿轮的修形剃齿刀，其特征在于：包括刀体（1）、由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿厚削薄的刀齿（2）、标准剃齿刀正常刀齿（3）和由标准剃齿刀正常刀齿进行了全齿廓齿槽削薄的刀齿（4），齿厚削薄刀齿（2）、正常刀齿（3）和齿槽削薄刀齿（4）在刀体（1）上间隔交替分布。

5.按照权利要求4所述加工中凸齿轮的修形剃齿刀，其特征在于：所述齿厚削薄刀齿（2）和齿槽削薄刀齿（4）的齿形是标准渐开线。

6.按照权利要求4所述加工中凸齿轮的修形剃齿刀，其特征在于：齿厚削薄刀齿（2）和齿槽削薄刀齿（4）中至少有一个削薄量等于所加工中凸齿轮的鼓形量，另一个削薄量小于等于所加工中凸齿轮的鼓形量。

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