CN1030174C - 采用磨料流对齿轮进行修缘的加工方法 - Google Patents
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Abstract
一种采用磨料流对齿轮进行修缘的加工方法，它是一种在普通磨料加工机床上配套一种专用夹具就可以对齿轮进行修缘的加工方法，其步骤有：I选用磨料流机床；II磨料流体的配制；III采用专用夹具，夹具主要由上、下端盖和夹具体组成，外形呈圆柱形，夹具体是一个与被修形齿轮的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮，在夹具体的齿根部，分别开启三角形小槽与被加工齿轮形成三角形直通道，最后将该夹具装于普通磨料流机床上，对齿轮进行修缘。
Description
采用磨料流对齿轮进行修缘的加工方法，属于磨料流加工齿轮的工艺方法。
众所周知，齿轮修形能有效的减小啮合过程中因轮齿的变形和误差而引起的冲击，能有效地改善齿面的润滑状态，从而有利于减小附加动载荷，降低传动噪声，避免齿面早期破坏，也就是说可以提高轮齿的承载能力或使用寿命。然而，目前尚缺乏较完善、经济、易于普及的齿轮修形工艺，滚剃修形不仅刀具难以设计制造，而且只适用于软齿面齿轮;磨削修形需要专用磨床，而且成本高，生产率低，不适用于中低精度的齿轮。最近几年，国内外公开了一些，采用掺有磨料的可变形高分子化合物进行挤压，使之流过待加工工件表面的方法，CN85204025中就公开了这样一种采用磨料进行工件表面精加工的设备。
本发明的目的在于提供一种采用简单设备能有效改良齿轮工作状态的修缘工艺方法。
本发明的上述目的是通过以下方案实现的：
一种采用磨料流对齿轮进行修缘的加工方法，它是在普通磨料流加工机床上配套一种专用夹具对齿轮进行修缘的加工，其加
工步骤：（Ⅰ）选用磨料流机床，普通的磨料流加工机床流通截面不超过允许加工范围;（Ⅱ）磨料流体的配制，磨料流体由基本介质，添加剂、磨料三种成分均匀混合成一种半固体、半液体状态的聚合物，磨料使用氧化铝、碳化硼、碳化硅，其粒度、含量根据加工具体对象的粗糙度要求确定;其特征在于，（Ⅲ）采用专用夹具，所述专用夹具，外形呈圆柱体，由上端盖（1）、下端盖（2）、夹具体（3）组成，上、下端盖（1）、（2）完全对称，夹具体（3）是一个与被修形齿轮（4）的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮，从修缘高度开始，在内齿轮的齿根部，即夹具体（3）的齿根部分别开启三角形小槽，在轴向截面内，三角形中与被修形齿轮渐开线所对的边，从修缘高度开起至内齿轮的齿根圆，三角形中齿面相对的边和渐开线成20°～30°的夹角，这样夹具体（3）从修缘高度开始与被加工齿轮（4）就形成了横截面近似为三角形的直通道，间隙从修缘高度从零向齿顶逐渐增大，夹具体（3）两端面距上、下端盖（1）、（2）内表面距离为30～50mm，最后将此夹具安装于普通的磨料流加工机床上，采用磨料流加工方法即可完成齿轮修缘。
图1为磨料流加工齿轮修缘示意图，
图2为专用夹具主视图，
图3为专用夹具俯视图A-A剖面图，
图4为修缘前后噪声对比图，
图5为修缘前齿形曲线图，
图6为修缘后齿形曲线图。
图示的实例中，被修缘的齿轮材料选用45＃钢，表面高频淬火，齿廓表面硬度G52、各齿轮经磨削，齿形误差6μm，达到GB179-83.7-6-6D4精度，模数m＝2.5，齿数Z＝48，宽度B＝11，修缘高度ha＝0.6m～1.5m，修缘量取为0.01mm，选用MB9211机床，磨料为80＃碳化硅，磨料流体压力为60～70kgf/cm2，夹具体（3）齿根部开启三角形与中齿面相对的边和渐开线切线夹角为20°，夹具体（3）两端面距上、下端盖（1）、（2）的内表面距离为35mm，加工时间每个齿轮全部修形工时为5分钟。
经磨料流齿廓修缘后，在哈尔滨量具厂产“万能渐开线检查仪E-012″上测齿形误差，垂直放大比Ux＝100∶1，水平放大比Vy＝4∶1，从图6中可以看出修形曲线近似呈直线，修形量的大小可以通过调整工艺参数来实现。
在工程级消声室内，试验齿轮正反跑合30分钟后，用丹麦造B&K4165传声器和NDZ精密声级设计测定齿轮的噪声，在齿的一侧修缘，另一侧未修，同时用微机采样，记录声压信号，试验中正转为修缘齿轮啮合，反转为未修齿轮啮合，消除了安装误差对噪声的影响。
从试验结果中看出如图4对比图表所示，噪声降低最大值为7dB（A）。未修形的频谱声压级峰值离散，且声压电平值较大;修形后频率变得丰富，声压电平值大幅下降，说明修缘后齿的啮入啮出冲击变小，载荷变得平稳，齿顶部出现一条发亮的带，并且在沿滑动方向有撕伤的痕迹，这说明此处磨损较大，齿轮修缘后由于修去了齿顶附近的渐开线部分，故滑动速度大的那部分所受
载荷减小，因而摩擦损失和温升降低，而且避免了顶刃啮合，其结果使大滑动速度区不会出现冲击载荷。众所周知，工作齿面的接触疲劳点蚀大多数情况下发生在靠节点的下齿面，齿廓修形使这部分的负担减轻，从而使其接触压力降低。此外由于齿廓修形在进入啮合的瞬时，建立起了楔形膜，该油隙保证了能可靠的向接触区吸卷润滑油。综上所述，由于齿形修整，使冲击载荷减少，声压级降低，而且降低了齿根应力，提高了齿面抗胶合能力，保证了修形精度。最重要的是加工设备简单、操作方便、生产率高、易于推广应用。
附图4对比值表如下：
序 转速 齿形 声压级LP 声压级LP △LP △LP
号（rpm） dB（A） dB（L） dB（A） dB（L）
1 300 齿顶修缘 66.5 73 -3.5 -2
未修 70 75
2 315 齿顶修缘 66 72 -7 -3
未修 73 75
3 400 齿顶修缘 72 74 -4 -5.5
未修 76 80.5
4 500 齿顶修缘 75 76.5 -2.5 -2.5
未修 77.5 79
5 60 齿顶修缘 79.5 81 -3.1 -1.5
未修 82.6 82.5
6 70 齿顶修缘 79.5 81 -2.5 -4.5
未修 82 84
7 800 齿顶修缘 79.5 80.5 -2.5 -1.5
未修 82 82
8 900 齿顶修缘 80 81 -5 -4
未修 85 85
Claims (1)
- 一种采用磨料流对齿轮进行修缘的加工方法，它是在普通磨料流加工机床上配套一种专用夹具对齿轮进行修缘的加工，其加工步骤：(Ⅰ)选用磨料流机床，普通的磨料流加工机床流通截面不超过允许加工范围；(Ⅱ)磨料流体的配制，磨料流体由基本介质，添加剂、磨料三种成分均匀混合成一种半固体、半液体状态的聚合物，磨料使用氧化铝、碳化硼、碳化硅，其粒度、含量根据加工具体对象的粗糙度要求确定；其特征在于，(Ⅲ)采用专用夹具，所述专用夹具，外形呈圆柱体，由上端盖(1)、下端盖(2)、夹具体(3)组成，上、下端盖(1)、(2)完全对称，夹具体(3)是一个与被修形齿轮(4)的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮，从修缘高度开始，在内齿轮的齿根部，即夹具体(3)的齿根部分别开启三角形小槽，在轴向截面内，三角形中与被修形齿轮渐开线所对的边，从修缘高度开起至内齿轮的齿根圆，三角形中齿面相对的边和渐开线成20°～30°的夹角，这样夹具体(3)从修缘高度开始与被加工齿轮(4)就形成了横截面近似为三角形的直通道，间隙从修缘高度从零向齿顶逐渐增大，夹具体(3)两端面距上、下端盖(1)、(2)内表面距离为30～50mm，最后将此夹具安装于普通的磨料流加工机床上，采用磨料流加工方法即可完成齿轮修缘。
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