CN103464833A - 少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法 - Google Patents

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余涛
肖海荣
高云
吕健
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Abstract

本发明公开了一种少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，采用与蜗杆轴表面齿形配合的砂轮在伺服数控磨削加工中心磨削加工蜗杆轴表面齿形，在磨削过程中，使砂轮随Y轴上下移动的同时绕其与X轴平行的砂轮旋转轴旋转，实现磨削量进给和回转磨削动作，并使蜗杆轴绕其与X轴平行的轴线作旋转运动的同时沿其轴线按设定的导程左右往返平移，以形成螺旋齿廓。本发明利用数控磨削加工中心优良的四轴运行性能对少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的表面齿形进行高速磨削加工，确保加工过程的稳定性和准确性，提升了少齿数渐开线螺旋蜗杆轴齿形面的加工精度和表面质量，也提高了加工效率，降低了加工成本。

Description

少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术，具体地指一种少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法。
背景技术
在汽车AMT变速操纵机构中，渐开线螺旋蜗杆轴是保证汽车变速机构正常工作的重要部件之一，渐开线螺旋蜗杆轴，一般采用专用刀具进行切削加工而成。然而，当渐开线螺旋齿形的齿轮齿数小于4时，采用现有的机械加工方式，就会出现齿形难以保证及齿面精度差等问题，而产品质量严重影响车辆AMT变速操纵机构正常功能的实现和应用；另外，用现有加工方法生产上述少齿数渐开线螺旋蜗杆轴，会导致生产效率极为低下。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，以提高产品精度和表面质量。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，采用与蜗杆轴表面齿形配合的砂轮在伺服数控磨削加工中心磨削加工蜗杆轴表面齿形，在磨削过程中，使砂轮随Y轴上下移动的同时绕其与X轴平行的砂轮旋转轴旋转，实现磨削量进给和回转磨削动作，并使蜗杆轴绕其与X轴平行的轴线作旋转运动的同时沿其轴线按设定的导程左右往返平移，以形成螺旋齿廓。
本发明利用数控磨削加工中心优良的四轴运行性能对少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的表面齿形进行高速磨削加工，在预设程序的控制下，确保加工过程的稳定性和准确性，提升了渐开线螺旋蜗杆轴齿形面的加工精度和表面质量，也提高了加工效率，降低了加工成本，保证了产品质量要求；本发明将原专用于磨削钻头等刀具排屑槽的数控磨削加工中心用于加工少齿数渐开线螺旋蜗杆轴表面齿形，避免了采用专用刀具切削加工其表面齿形时所导致的齿形难以保证及齿面精度差等问题，也避免了刀具用钝后丢弃所带来的巨大浪费。
进一步地，所述伺服数控磨削加工中心为具有PLC和定位模块功能的伺服数控磨削加工中心。
进一步地，所述砂轮转速为2530～2880rap/min，进给增量为0.87～1.26mm。
进一步地，所述砂轮外周沿呈直角状，该直角的两侧边对称且分别与蜗杆轴的基圆相切。
更进一步地，所述蜗杆轴表面齿形的齿数为2～4齿。
附图说明
图1为伺服数控磨削加工中心的结构示意图。
图2为采用伺服数控磨削加工中心对少齿数渐开线螺旋蜗杆轴表面齿形进行加工的加工过程示意图。
图3为砂轮外周形状及其工作状态示意图。
图4为二齿渐开线螺旋蜗杆轴的结构示意图。
图5为图4的断面结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明，但是本发明并不限于下述实施例。
图1中所示的伺服数控磨削加工中心为具有PLC和定位模块功能的伺服数控磨削加工中心，该设备的主轴1安装在工作台2上，由Z轴伺服电机3驱动主轴1旋转，X轴伺服电机通过丝杠螺母副4驱动工作台2左右往返作直线运动，X轴与Z轴联动可形成任意导程螺旋线，Y轴控制加工时零件切削深度，砂轮5的砂轮旋转轴6可绕Y轴旋转，形成对应螺旋角α（如图4）。
采用伺服数控磨削加工中心对少齿数渐开线螺旋蜗杆轴表面齿形进行加工的加工过程如图2所示，该加工过程由以下四个特定运方式组成：1）砂轮随Y轴上下运行，实现磨削量进给；2）砂轮由V带13带动绕其与X轴平行的砂轮旋转轴6旋转，实现回转磨削动作；3）Z轴伺服电机3夹持工件7作回转运行动作；4）工作平台2沿其与X轴平行的轴线按确定的导程左右往返作直线运行动作；从而最终形成螺旋齿廓11（如图4）。以上四个动作的运行过程，是在预先设定程序控制下有效组合与完成的。
如图3所示，渐开线螺旋蜗杆轴断面由外向内依次为齿顶圆8，齿根圆9，及基圆10，砂轮5外周沿形状与渐开线螺旋蜗杆轴的齿形表面形状相似，呈直角状，砂轮5磨削其底部的渐开线螺旋蜗杆轴时，该直角的两侧边对称且分别与蜗杆轴的基圆10相切。
实施例1
以渐开线螺旋蜗杆轴7表面齿12的数目为二的二齿渐开线螺旋蜗杆轴（如图4，图5）表面齿形加工过程为例。
实施例2
以四齿渐开线螺旋蜗杆轴表面齿形加工过程为例。
实施例1～2的加工参数如下表1所示：
表1
Figure BDA0000387024170000031

Claims (5)

1.一种少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，其特征在于：采用与蜗杆轴表面齿形配合的砂轮在伺服数控磨削加工中心磨削加工蜗杆轴表面齿形，在磨削过程中，使砂轮随Y轴上下移动的同时绕其与X轴平行的砂轮旋转轴旋转，实现磨削量进给和回转磨削动作，并使蜗杆轴绕其与X轴平行的轴线作旋转运动的同时沿其轴线按设定的导程左右往返平移，以形成螺旋齿廓。
2.根据权利要求1所述的少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，其特征在于：所述伺服数控磨削加工中心为具有PLC和定位模块功能的伺服数控磨削加工中心。
3.根据权利要求1或2所述的少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，其特征在于：所述砂轮转速为2530～2880rap/min，进给增量为0.87～1.26mm。
4.根据权利要求1或2所述的少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，其特征在于：所述砂轮外周沿呈直角状，该直角的两侧边对称且分别与蜗杆轴的基圆相切。
5.根据权利要求1或2所述的少齿数渐开线螺旋蜗杆轴的快速加工方法，其特征在于：所述蜗杆轴表面齿形的齿数为2～4齿。
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