CN103706886B - 一种渐开线齿轮齿形的切齿设备及其切齿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种渐开线齿轮齿形的切齿设备，包括滚齿机床和磨齿机床，所述的滚齿机床上设有粗加工滚刀，磨齿机床上设有第一砂轮和第二砂轮，所述第一砂轮的齿形角a1小于被加工齿轮的压力角a，所述第二砂轮的齿形角a2与被加工齿轮的压力角a相等；其方法的步骤为：a、粗滚齿；b、第一砂轮磨齿；c、第二砂轮粗磨齿；d、热处理及精加工；e、精磨齿。采用上述设备和方法后即可加工各种压力角及留磨量要求的硬齿面齿轮，不需专门采购凸角留磨滚刀，缩短了新品开发时间及滚刀购置费用。
Description
技术领域
本发明涉及一种渐开线齿轮齿形的切齿方法，尤其适用于交货期短、批量较小的硬齿面齿轮加工。
背景技术
为提高齿轮的强度及寿命，在齿轮设计中常采用硬齿面齿轮，这类齿轮(特别是精度要求较高的)通常需要热处理前采用凸角留磨滚刀进行粗切齿，热处理后再采用磨齿机磨齿，以达到齿轮表面硬度和精度要求，并且避免齿轮磨齿后出现凸台而降低齿轮寿命。要保证齿轮强度和啮合精度不减小并避免磨齿凸台出现，上述凸角留磨滚刀一般专刀专用，即一个齿轮对应一把滚刀，由于这种滚刀费用高，交货期长，因此在新品开发时，齿轮产品的研制周期往往受制于滚刀的交货期。
发明内容
本发明所要解决技术问题是提供一种渐开线齿轮齿形的切齿设备及其切齿方法，在新产品研发时不需采购凸角留磨滚刀也能达到上述目的，从而降低齿轮的制作周期。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种渐开线齿轮齿形的切齿设备，包括滚齿机床和磨齿机床，其特征是：所述的滚齿机床上设有粗加工滚刀，磨齿机床上设有第一砂轮和第二砂轮，所述第一砂轮的齿形角a1小于被加工齿轮的压力角a，所述第二砂轮的齿形角a2与被加工齿轮的压力角a相等。
一种渐开线齿轮齿形的切齿方法，其特征是：包括如下步骤，
a、用粗加工滚刀对被加工齿轮进行滚齿粗加工；
b、加工第一砂轮，使所述第一砂轮的齿形角a1小于被加工齿轮的压力角a，并用第一砂轮磨削齿面齿根；
c、加工第二砂轮，使所述第二砂轮的齿形角a2与被加工齿轮的压力角a相等，并用第二砂轮粗磨削齿面；
d、对被加工齿轮进行热处理硬化及其余部位精加工；
e、用第二砂轮精磨至被加工齿轮成品尺寸。
在步骤c中被加工齿轮所产生的第二磨齿齿形与成品齿形相比具有沉切量q0(沉切量指渐开线与齿根过渡曲线在公法线方向的最大距离)，且所述沉切量q0大于齿轮热处理后的精磨余量。
为了方便后续工序获得更小的加工余量，所述的粗加工滚刀模数与被加工齿轮模数相同。
进一步具体的，所述的第二砂轮的齿形角a2与第一砂轮的齿形角a1之差在4°～8°，若小于4°，热处理变形大时容易出现凸台；大于8°时可能造成砂轮刚性不足。
本发明的有益效果是：采用上述设备和方法后即可加工各种压力角及留磨量要求的硬齿面齿轮，由于第一砂轮比第二砂轮压力角小，通过第一砂轮和第二砂轮分别磨齿能够在热处理前产生磨齿沉切量，不需专门采购凸角留磨滚刀，缩短了新品开发时间及滚刀购置费用。另外，由于磨削齿根比传统滚切齿根粗糙度低，增加了齿根弯曲强度，提高了齿轮寿命及可靠性。
附图说明
以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
图1是被加工齿轮粗滚齿后的齿形图及成品齿形图；
图2是被加工齿轮用第一砂轮磨齿的示意图；
图3是图2中第一砂轮齿形示意图；
图4是第二砂轮对被加工齿轮粗磨齿的示意图；
图5图4中第二砂轮齿形示意图；
图6是第二砂轮对被加工齿轮精磨齿示意图；
图7是分别是第一砂轮磨齿后、第二砂轮粗磨齿、第二砂轮精磨齿后的被加工齿轮齿形图。
图中：1、粗加工齿形；2、成品齿形；3、小压力角磨加工齿形；4、第一砂轮；5、第二磨齿齿形；6、第二砂轮。
具体实施方式
一种渐开线齿轮齿形的切齿设备，包括滚齿机床和磨齿机床，所述的滚齿机床上设有粗加工滚刀，磨齿机床上设有第一砂轮4和第二砂轮6，所述第一砂轮4的齿形角a1（如图3所示）小于被加工齿轮的压力角a，所述第二砂轮6的齿形角a2（如图5所示）与被加工齿轮的压力角a相等；所述的粗加工滚刀模数与被加工齿轮模数相同；所述的第二砂轮6的齿形角a2与第一砂轮的齿形角a1之差在4°～8°。
具体操作时，包括以下步骤：
a、粗滚齿——用粗加工滚刀对被加工齿轮进行滚齿加工出图1的粗加工齿形1，加工后需保证后续加工有足够的余量即可；余量值可参考《机械加工工艺手册》第2卷第6章表6.1-119磨齿余量推荐表；
b、第一砂轮磨齿——将被加工齿轮安装在展成磨磨齿机上，用砂轮修整器将砂轮修至如图3的第一砂轮4形状(砂轮齿形角a1)，并对被加工齿轮按照压力角为a1的参数进行范成法磨削齿面及齿根至如图2的小压力角磨加工齿形3，磨齿磨削量以保证加工后的第二磨齿齿形5与被加工齿轮成品齿形2有足够的精磨余量即可；采用小压力角的第一砂轮4磨齿，能够在热处理前产生磨齿沉切量；余量值可参考《机械加工工艺手册》第2卷第6章表6.1-119磨齿余量推荐表；
c、第二砂轮粗磨齿——用砂轮修整器将砂轮修至如图5的第二砂轮6(砂轮齿形角a2)，并对被加工齿轮按照压力角为a2的参数进行范成法磨削齿面至如图4的第二磨齿齿形5(此时不磨齿根)，此时齿形与成品齿形2相比具有沉切量q0，且沉切量q0大于齿轮热处理后的精磨余量；
d、热处理及精加工——对被加工齿轮进行热处理硬化及其余部位精加工；
e、精磨齿——将被加工齿轮再次安装在展成磨磨齿机上，继续用第二砂轮6进行范成法磨削齿面(此时不磨齿根)，精磨至被加工齿轮成品尺寸，加工结束，如图6所示。
需要强调的是，以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本体在外观上作任何形式的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (7)
1.一种渐开线齿轮齿形的切齿设备，包括滚齿机床和磨齿机床，其特征是：所述的滚齿机床上设有粗加工滚刀，磨齿机床上设有第一砂轮（4）和第二砂轮（6），所述第一砂轮（4）的齿形角a1小于被加工齿轮的压力角a，所述第二砂轮（6）的齿形角a2与被加工齿轮的压力角a相等。
2.根据权利要求1所述的渐开线齿轮齿形的切齿设备，其特征是：所述的粗加工滚刀模数与被加工齿轮模数相同。
3.根据权利要求1所述的渐开线齿轮齿形的切齿设备，其特征是：所述的第二砂轮（6）的齿形角a2与第一砂轮（4）的齿形角a1之差在4°～8°。
4.一种渐开线齿轮齿形的切齿方法，其特征是：包括如下步骤，
a、用粗加工滚刀对被加工齿轮进行滚齿粗加工；
b、加工第一砂轮（4），使所述第一砂轮（4）的齿形角a1小于被加工齿轮的压力角a，并用第一砂轮（4）磨削齿面齿根；
c、加工第二砂轮（6），使所述第二砂轮（6）的齿形角a2与被加工齿轮的压力角a相等，并用第二砂轮（6）粗磨削齿面；
d、对被加工齿轮进行热处理硬化及其余部位精加工；
e、用第二砂轮（6）精磨至被加工齿轮成品尺寸。
5.根据权利要求4所述的渐开线齿轮齿形的切齿方法，其特征是：在步骤c中被加工齿轮所产生的第二磨齿形（5）与成品齿形（2）相比具有沉切量，且所述沉切量大于齿轮在步骤d热处理后的精磨余量。
6.根据权利要求4所述的渐开线齿轮齿形的切齿方法，其特征在于：所述的粗加工滚刀的滚刀模数与被加工齿轮模数相同。
7.根据权利要求5所述的渐开线齿轮齿形的切齿方法，其特征在于：所述的第二砂轮（6）的齿形角a2与第一砂轮（4）的齿形角a1之差在4°～8°。
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