CN103624332B - 一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法及拉齿机床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法，包括以下步骤，1）被加工齿轮夹持在分度装置上保持不动，拉齿刀盘的起始刀齿以起始速度转动进入加工部位进行拉齿加工；2）后续各齿依次以加工速度转动并进入加工部位进行加工，直至终止刀齿转出加工部位；3）拉齿刀盘的分度扇形区对应于加工部位以分度速度转动，分度装置带动被加工齿轮旋转完成分度，拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在加工部位的转速低于其余刀齿在加工部位的转速；4）重复步骤1）～3）进行下一个齿的加工。本发明还涉及专用于实施上述方法的拉齿机床，拉齿机床的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在加工部位的转速，保证加工安全性，提高了加工效率。

Description

一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法及拉齿机床

技术领域

本发明涉及拉齿机床技术领域，尤其涉及一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法及拉齿机床。

背景技术

用于对弧齿锥齿轮进行拉齿加工的拉齿机床一般包括机床架，机床架上设置有用于装夹待加工弧齿锥齿轮的工件箱和用于装夹拉齿刀盘的刀盘箱，工件箱上设置有用于对被加工齿轮进行分度以实现逐齿加工的分度装置，刀盘箱带动拉齿刀盘连续回转，分度装置带动被加工齿轮间歇分度转动，拉齿刀盘具有不设置拉齿刀齿的分度扇形区及分别位于分度扇形区两侧的起始刀齿和终止刀齿，拉齿刀盘的分度扇形区位于被加工齿轮的加工部位时，拉齿刀盘相对被加工齿轮进行空转以使被加工齿轮在分度装置作用下分度转动，拉齿刀盘从起始刀齿进入被加工齿轮的加工部位起开始对被加工齿轮的一个齿进行加工，当拉齿刀盘的终止刀齿从加工部位转出后，完成被加工齿轮一个齿的加工，当拉齿刀盘的分度扇形区对应于被加工齿轮的加工部位时，分度装置带动被加工齿轮分度转动，依次进行逐齿加工，直至被加工齿轮的全部齿加工完成。现有的机床在进行加工时拉齿刀盘在驱动装置的驱动下匀速转动，为了避免分度时刀齿撞击齿坯，也为了避免由于加工余量较大而使起始刀齿进入加工部位时切削冲击过大，拉齿刀盘的转速必须很慢，从而使机床的加工效率降低。

发明内容

本发明的目的是提出一种加工效率高的弧齿锥齿轮拉齿加工方法。本发明还提供一种专用于实施上述加工方法的拉齿机床。

为解决上述问题，本发明中一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法采用的技术方案是：

一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法，包括以下步骤：

1）被加工齿轮夹持在分度装置上保持不动，拉齿刀盘在变速驱动装置的驱动下以起始转速进入被加工齿轮的加工部位，起始刀齿开始对被加工齿轮进行拉齿加工；

2）待起始刀齿转出被加工齿轮的加工部位后，后续各齿依次以加工转速进入被加工齿轮的加工部位进行拉齿加工；

3）终止刀齿转出被加工齿轮的加工部位时拉齿刀盘的转速降至分度转速，拉齿刀盘的分度扇形区对应于被加工齿轮的加工部位并以分度速度转动，分度装置带动被加工齿轮转动完成一个齿的分度，拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在加工部位的转速；

4）重复步骤1）～步骤3）进行下一个齿的加工。

所述加工速度按照先加速转动到设定值后再减速转动的方式变化。

所述拉齿刀盘的分度转速在分度终止时与起始转速相同。

所述变速驱动装置的动力源为伺服电机。

本发明中一种专用于实施上述加工方法的拉齿机床采用的技术方案是：

一种专用于实施上述拉齿加工方法的拉齿机床，包括机床架，机床架上设置有用于带动被加工齿轮转动以对被加工齿轮进行分度的分度装置和用于夹持拉齿刀盘的刀盘箱，所述刀盘箱上设置有用于驱动拉齿刀盘连续转动的刀盘驱动装置，所述刀盘驱动装置为变速驱动装置，所述拉齿刀盘具有分度扇形区和位于分度扇形区两侧的起始刀齿和终止刀齿，所述刀盘驱动装置驱动拉齿刀盘连续回转而使拉齿刀盘的起始刀齿及分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于拉齿刀盘其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速。

所述刀盘驱动装置包括伺服电机和与伺服电机输出轴传动连接的减速机，减速机的输出轴与拉齿刀盘传动连接。

本发明提出的一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法及拉齿机床，刀盘驱动装置驱动拉齿刀盘连续转动并使拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速，从而避免了拉齿刀盘的起始刀齿在开始加工时由于被加工齿轮的加工余量过大且不均对起始刀齿造成的冲击，还可以使分度装置有足够时间进行转动分度，而且可以实现在其余刀齿进行拉齿加工时实现高效加工，保证了加工安全性，提高了加工效率。

进一步的，加工速度采用先加速再减速的方式，便于控制、拉齿刀盘运行平稳，冲击小。

附图说明

图1是本发明中专用于实施弧齿锥齿轮拉齿加工方法的拉齿机床的实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法的实施例：该拉齿加工方法包括以下步骤，1）被加工齿轮夹持在分度装置上保持不动，拉齿刀盘在变速驱动装置的驱动下以起始转速进入被加工齿轮的加工部位，起始刀齿开始对被加工齿轮进行拉齿加工；2）待起始刀齿转出被加工齿轮的加工部位后，后续各齿依次以加工速度进入被加工齿轮的加工部位进行拉齿加工；3）终止刀齿转出被加工齿轮的加工部位时拉齿刀盘的转速降低至分度转速，拉齿刀盘的分度扇形区对应于被加工齿轮的加工部位并以分度速度转动，分度装置带动被加工齿轮转动完成一个齿的分度，拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在加工部位的转速；4）重复上述步骤1）～3）进行下一个齿的加工，直至完成对整个被加工齿轮的全部齿的加工。采用伺服电机驱动拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速，不仅可以避免在开始加工时，被加工齿轮的加工余量过大对拉齿刀盘的冲击，而且可以保证分度装置有足够的时间进行分度，并且可以实现拉齿刀盘其余刀齿对被加工齿轮进行高效加工，能保证加工安全性、提高加工效率。

在本实施例中变速驱动装置为伺服电机，在本发明的其他实施例中也可采用变频电机。

在本实施例中拉齿刀盘的起始刀齿在被加工齿轮的加工部位时的起始速度为匀速运动，其余刀齿在被加工齿轮的加工部位时的加工速度为先匀加速运动至设定值后再匀减速运动，直至终止刀齿转出加工部位时加工速度减速至与起始刀齿开始加工速度相同，分度扇形区以匀速运动的分度速度相对转过加工部位使分度装置实现分度，在本发明的其它实施例中也可以使拉齿刀盘的起始刀齿以起始速度加速运动进行拉齿加工，加速至设定值后，使其余刀齿以该速度匀速转动进行拉齿加工，当终止刀齿转出加工部位后使刀盘减速至与起始速度相同或减速至其余任意速度后以使分度装置实现分度；只要保证拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速小于其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速即可。

本发明的一种专用于上述实施例的拉齿加工方法的拉齿机床的实施例：如图1所示，该拉齿机床包括机床架体、数控系统、液压装置和排削装置，机床架包括机床底座1和机床横梁15，机床横梁15下方设置有用于支撑机床横梁15的横梁支撑架16，机床底座1上设置有沿前后方向延伸的工件箱滑轨和工件箱滑鞍2，工件箱滑鞍2上设置有用于对被加工齿轮进行分度以实现逐齿加工的分度装置3，被加工齿轮5通过工件夹持装置4装配于分度装置3上，机床横梁15上设置有沿左右方向延伸的滑轨，该滑轨上设置有滑鞍14，滑鞍14上设置有沿上下方向延伸的上下滑鞍11，还包括分别对各滑鞍锁止的锁紧结构，包括滑鞍14的滑鞍锁紧机构13和刀盘箱锁紧机构7，上下滑鞍上设置有刀盘箱8，刀盘箱8通过刀盘箱底座滑动装配于上下滑鞍11上，刀盘箱8包括拉齿刀盘6及用于驱动拉齿刀盘转动的刀盘驱动装置，刀盘驱动装置包括伺服电机和与伺服电机的输出轴传动连接的减速机10，减速机10的输出轴与拉齿刀盘6传动连接，拉齿刀盘6具有分度扇形区以及分设于分度扇形区两侧的起始刀齿和终止刀齿，拉齿刀盘的分度扇形区不设置拉齿刀齿，拉齿刀盘在分度扇形区位于齿轮被加工部位时只空转而不对被加工齿轮进行拉齿加工，伺服电机驱动拉齿刀盘连续回转而使拉齿刀盘的起始刀齿在被加工齿轮的加工部位进行切削加工时和分度扇形区位于被加工齿轮的加工部位时的转速低于拉齿刀盘其余刀齿在被加工齿轮的加工部位加工的转速；拉齿机床还包括配重平衡装置12和用于调节拉齿刀盘倾斜角度的调整手柄9。

在使用该拉齿机床进行拉齿加工时，启动拉齿机床，被加工齿轮夹持固定在分度装置上并保持不动，拉齿刀盘沿轴向运动至加工位置，拉齿刀盘的起始刀齿以匀速的起始速度转动进入被加工齿轮的加工部位对被加工齿轮进行拉齿加工；当拉齿刀盘的起始刀齿转出被加工齿轮的加工部位时，后续各齿依次以匀加速的加工速度进入被加工齿轮的加工部位进行拉齿加工，当加工速度增大至设定值后，其余刀齿以匀减速进入加工部位进行拉齿加工直至终止刀齿转出被加工齿轮的加工部位；当终止刀齿转出被加工齿轮的加工部位时，拉齿刀盘的转速减至与起始刀齿开始加工的转速相同，并匀速转动，拉齿刀盘的分度扇形区与被加工齿轮的加工部位对应并以匀速的分度速度转动，分度装置带动其上的被加工齿轮旋转并在分度扇形区位于加工部位时完成分度，拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速；重复上述步骤进行下一个齿的加工，直至完成对整个被加工齿轮的全部齿的加工。采用伺服电机驱动拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速，不仅可以避免在开始加工时，被加工齿轮的加工余量过大对拉齿刀盘的冲击，还可以保证分度装置有充分时间进行分度转动，而且可实现拉齿刀盘其余刀齿对被加工齿轮进行高效加工，能保证加工安全性、提高加工效率。

在本实施例中刀盘驱动装置为伺服电机，在本发明的其他实施例中也可采用变频电机。

在本实施例中拉齿刀盘的起始刀齿在被加工齿轮的加工部位时的速度为匀速运动，其余刀齿在被加工齿轮的加工部位时的加工速度为先匀加速运动至设定值后再匀减速运动，直至终止刀齿转出加工部位时加工速度减速至与起始刀齿开始加工的速度相同、分度扇形区位于被加工齿轮的加工部位时以匀速转动使分度装置实现分度。在本发明的其它实施例中也可以使拉齿刀盘的起始刀齿以起始速度开始进入被加工齿轮的加工部位并加速至设定值后，使其余刀齿以该速度匀速转动进行拉齿加工，当终止刀齿转出加工部位后使刀盘减速至与起始速度相同或减速至任意速度使分度装置实现分度；只要保证拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速小于其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速即可。

Claims (6)

1.一种弧齿锥齿轮拉齿加工方法，其特征在于：包括以下步骤，

1）被加工齿轮夹持在分度装置上保持不动，拉齿刀盘在变速驱动装置的驱动下以起始转速进入被加工齿轮的加工部位，起始刀齿开始对被加工齿轮进行拉齿加工；

2）待起始刀齿转出被加工齿轮的加工部位后，后续各齿依次以加工转速进入被加工齿轮的加工部位进行拉齿加工；

3）终止刀齿转出被加工齿轮的加工部位时拉齿刀盘的转速降低至分度转速，拉齿刀盘的分度扇形区对应于被加工齿轮的加工部位并以分度速度转动，分度装置带动被加工齿轮转动完成一个齿的分度，拉齿刀盘的起始刀齿和分度扇形区在被加工齿轮的加工部位的转速低于其余刀齿在加工部位的转速；

4）重复步骤1）～步骤3）进行下一个齿的加工。

2.根据权利要求1所述的弧齿锥齿轮拉齿加工方法，其特征在于：所述加工速度按照先加速转动到设定值后再减速转动的方式变化。

3.根据权利要求2所述的弧齿锥齿轮拉齿加工方法，其特征在于：所述拉齿刀盘的分度转速在分度终止时与起始转速相同。

4.根据权利要求1或2或3所述的弧齿锥齿轮拉齿加工方法，其特征在于：所述变速驱动装置的动力源为伺服电机。

5.一种专用于实施权利要求1所述的弧齿锥齿轮拉齿加工方法的拉齿机床，包括机床架，机床架上设置有用于带动被加工齿轮转动以对被加工齿轮进行分度的分度装置和用于安装拉齿刀盘的刀盘箱，所述刀盘箱上设置有用于驱动拉齿刀盘连续转动的刀盘驱动装置，所述刀盘驱动装置为变速驱动装置，所述拉齿刀盘具有分度扇形区，分度扇形区的两侧设置有起始刀齿和终止刀齿，其特征在于：所述刀盘驱动装置驱动拉齿刀盘连续回转而使拉齿刀盘的起始刀齿及分度扇形区位于被加工齿轮的加工部位的转速低于拉齿刀盘其余刀齿在被加工齿轮的加工部位的转速。

6.根据权利要求5所述的拉齿机床，其特征在于：所述刀盘驱动装置包括伺服电机和与伺服电机输出轴传动连接的减速机，减速机的输出轴与拉齿刀盘传动连接。