CN103846507B - 一种齿轮的滚齿加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种齿轮的滚齿加工方法，用于一类齿轮具有一侧齿终止于相邻外圆内，并且该侧的齿向具有修形量，滚刀作包括轴向进给方式和径向进给方式的加工运动。本发明有效地解决齿向修形量大的齿轮因干涉导致的大的刀痕，从而保证了齿轮设计要求；有效地避免了因有不正常的干涉刀痕导致应力集中现象，缩短了齿轮磨齿时间，从而提高了磨削效率。
Description
技术领域
本发明属于齿轮的机械加工制造领域，涉及一种齿轮的滚齿加工方法。
背景技术
随着机械行业的不断技术提升，齿轮传动系统的关键零部件-齿轮质量也不断的提高。目前，几乎所有领域的齿轮都要进行磨齿工艺。齿轮结构多种多样，常见结构为齿根圆直径大于两端轴的外径。对于这种结构的齿轮，一般仅需采用轴向进给的方法滚齿。这种齿轮无论齿向修形量多大，不会在齿面上留有砂轮干涉刀痕现象(在齿根处出现磨后凸台不在此阐述内，下同)。因为在磨齿时，由于砂轮磨出轮齿时，没有和其他齿面及其他部位发生干涉。
但是，还有一部分的齿轮，由于设计的需要，轮齿的成形圆直径(form diameter)明显的比一侧或两侧的外圆小，或一侧或两侧的外圆基本与齿顶圆相差无几，甚至比一侧或两侧的外圆还低。对于这种齿轮，只要齿向有修形量，在磨齿时，砂轮或多或少的与有效齿宽之外的齿面发生不正常的干涉现象，在有效齿宽之外出现一道刀痕。随着修形量的增加，这个因不正常的干涉出现的刀痕也会越来越深，甚至高达数毫米深度，严重的降低了该处的承受的扭转力矩，而且也严重的降低了砂轮的使用寿命，导致磨削效率明显降低。对于这种齿轮，目前一般没有很好的方法避免磨齿时出现不正常的干涉现象。对于要求高的产品，只能通过数控机床在有效齿宽之外把可能干涉的地方通过改变的螺旋角的方式切屑掉，或干脆修改图纸。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种齿轮的滚齿加工方法，灵活地把轴向切屑和径向切屑有机的结合，成功的解决了一类齿轮磨齿时在齿轮不露出头侧出现不正常的干涉刀痕现象，该类齿轮具有一侧齿终止于相邻外圆内，并且该侧的齿向具有修形量的特点。
本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种齿轮的滚齿加工方法，用于一类齿轮具有一侧齿终止于相邻外圆内，并且该侧的齿向具有修形量，滚刀作包括轴向进给方式和径向进给方式的加工运动。
优选的，上述的一种齿轮的滚齿加工方法，其中包括以下步骤：
第一步，用轴向进给的方式粗滚齿轮，去除多余的铁屑，本步骤去除多余的铁屑后的轮齿公法线w3达到工艺要求；
第二步，用轴向进给的方式，滚刀从齿轮的端面A向内侧进行精滚，使得有效齿宽b内公法线值达到工艺要求的公法线值w1，w1，这里有效齿宽b为图纸或工艺要求规定的最小齿面宽度；
第三步，滚刀中心在齿轮的内侧的指定地方C停止走刀，调好滚刀刀架限位开关，启动机床，本步骤中所述指定地方C到端面A的距离c不小于有效齿宽b；
第四步，停止轴向进给的方式，采用径向进给的方式进行径向切削，径向切削到按公法线计算的指定的深度△k，本步骤中切削深度其中:w2为径向切削后的工艺要求的公法线值，αn为待滚的轮齿的压力角，此值可以在图纸或工艺文件中查阅，加工结束。
优选的，上述的一种齿轮的滚齿加工方法，其中包括以下步骤：
第一步：用轴向进给的方式粗滚齿轮，去除多余的铁屑，本步骤去除多余的铁屑后的轮齿公法线w3达到工艺要求；
第二步：滚刀中心在齿轮的内侧的指定地方C停止走刀，调好滚刀刀架限位开关，启动机床，本步骤中所述指定地方C到齿轮的端面A的距离c不小于有效齿宽b；
第三步：停止轴向进给的方式，采用径向进给的方式进行径向切削，径向切削到按公法线计算的指定深度△k1，本步骤中切削深度其中:w2为径向切削后的工艺要求的公法线值，αn为待滚的轮齿的压力角，此值可以在图纸或工艺文件中查阅；
第四步：退出滚刀，用轴向进给的方式从齿轮的内侧向端面A进行精滚，使得有效齿宽b内公法线值w1达到工艺要求的公法线值，所述有效齿宽b为工艺要求规定的最小齿面宽度，本步骤中滚刀退出的径向深度w1为有效齿宽b内公法线值达到图纸或工艺要求的公法线值，αn为待滚的轮齿的压力角，此值可以在图纸或工艺文件中查阅，加工结束。
优选的，上述的一种齿轮的滚齿加工方法，其中：所述径向进给为手动径向进给。
本发明的突出效果为：本发明的一种齿轮的滚齿加工方法巧妙地利用了常规的轴向进给和径向进给的加工方式，具有以下特点：
1)有效地解决齿向修形量大的齿轮因干涉导致的大的刀痕，从而保证了齿轮设计要求；
2)由于磨齿时未发生砂轮与齿轮非滚出齿面的不正常的干涉，有效地避免了因有不正常的干涉刀痕导致应力集中现象，砂轮受力均匀，不会发生因突发受力导致的砂轮破裂等严重安全、质量事故；
3)由于磨齿时未发生砂轮与齿轮非滚出齿面的不正常的干涉，砂轮受力均匀，不会因担心砂轮出现异常受力采取的各种保护措施(比如，在磨齿设置时放大功法线数值)，缩短了齿轮磨齿时间，从而提高了磨削效率。
以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1为本发明实施例的齿向修形要求示意图；
图2为本发明实施例的轴向进给示意图；
图3为本发明实施例的径向进给示意图。
具体实施方式
本实例的一种齿轮的滚齿加工方法，用于一类齿轮具有一侧齿终止于相邻外圆内，并且该侧的齿向具有修形量，公法线为71.34mm，磨齿公法线方向余量为0.2mm，齿向修形要求如图1所示。
第一步，用轴向进给的方式粗滚齿轮，去除多余的铁屑，使得公法线为w3＝72.3mm；
第二步，如图2所示，沿轴向进给方向M，用轴向进给的方式，滚刀从齿轮的外侧向内侧进行精滚，使得有效齿宽b内的公法线为w1＝71.34mm；
第三步，滚刀在齿轮的内侧的设计要求的位置c＝163mm处停止走刀，调好滚刀刀架限位开关，启动机床；
第四步，停止轴向进给的方式，如图3所示，沿纵向进给方向N，采用手动径向进给的方式进行径向切削，切屑深度为0.81mm(这时该处的公法线w2＝70.78mm)，整个加工切削结束。
可选的，还包括以下实施方式：
第一步：用轴向进给的方式粗滚齿轮，去除多余的铁屑,使得公法线w3＝72.3mm；
第二步：滚刀在齿轮的内侧的指定地方c＝163mm处停止走刀，调好滚刀刀架限位开关，启动机床；
第三步：停止轴向进给的方式，采用手动径向进给的方式进行径向切削，切屑深度为2.22mm(这时该处的公法线为w2＝70.78mm)后停止；
第四步：退出滚刀，滚刀径向退出深度为0.81mm，用轴向进给的方式从齿轮的内侧向端面A进行精滚，使得有效齿宽的公法线值达到图纸或工艺要求的w1＝71.34mm。
本实施例的一种齿轮的滚齿加工方法巧妙地利用了常规的轴向进给和径向进给的加工方式，具有以下特点：
1)有效地解决齿向修形量大的齿轮因干涉导致的大的刀痕，从而保证了齿轮设计要求；
2)由于磨齿时未发生砂轮与齿轮非滚出齿面的不正常的干涉，有效地避免了因有不正常的干涉刀痕导致应力集中现象，砂轮受力均匀，不会发生因突发受力导致的砂轮破裂等严重安全、质量事故；
3)由于磨齿时未发生砂轮与齿轮非滚出齿面的不正常的干涉，砂轮受力均匀，不会因担心砂轮出现异常受力采取的各种保护措施(比如，在磨齿设置时放大功法线数值)，缩短了齿轮磨齿时间，从而提高了磨削效率。
本发明并不限于前述实施方式，本领域技术人员在本发明技术精髓的启示下，还可能做出其他变更，但只要其实现的功能与本发明相同或相似，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种齿轮的滚齿加工方法，用于一类齿轮具有一侧齿终止于相邻外圆内，并且该侧的齿向具有修形量，其特征在于：滚刀作包括轴向进给方式和径向进给方式的加工运动，其包括以下步骤：
第一步，用轴向进给的方式粗滚齿轮，去除多余的铁屑，本步骤去除多余的铁屑后的轮齿公法线w3 达到工艺要求；
第二步，用轴向进给的方式，滚刀从齿轮的端面A 向内侧进行精滚，使得有效齿宽b 内公法线值达到工艺要求的公法线值w1，该有效齿宽b 为工艺要求规定的最小齿面宽度；
第三步，滚刀中心在齿轮的内侧的指定地方C 停止走刀，调好滚刀刀架限位开关，启动机床，本步骤中所述指定地方C 到端面A 的距离c 不小于有效齿宽b ；
第四步，停止轴向进给的方式，采用径向进给的方式进行径向切削，径向切削到按公法线计算的指定的深度△ k，本步骤中切削深度，其中: w2 为径向切削后的工艺要求的公法线值，αn为待滚的轮齿的压力角，加工结束；
或者其包括以下步骤：
第一步：用轴向进给的方式粗滚齿轮，去除多余的铁屑，本步骤去除多余的铁屑后的轮齿公法线w3 达到工艺要求；
第二步：滚刀中心在齿轮的内侧的指定地方C 停止走刀，调好滚刀刀架限位开关，启动机床，本步骤中所述指定地方C 到齿轮的端面A 的距离c 不小于有效齿宽b ；
第三步：停止轴向进给的方式，采用径向进给的方式进行径向切削，径向切削到按公法线计算的指定深度△ k1，本步骤中切削深度，其中:w2 为径向切削后的工艺要求的公法线值，αn 为待滚的轮齿的压力角；
第四步：退出滚刀，用轴向进给的方式从齿轮的内侧向端面A 进行精滚，使得有效齿宽b 内公法线值w1 达到工艺要求的公法线值，所述有效齿宽b 为工艺要求规定的最小齿面宽度，本步骤中滚刀退出的径向深度, w1 为有效齿宽b 内公法线值达到图纸或工艺要求的公法线值，αn 为待滚的轮齿的压力角。
2.根据权利要求1所述的任一种齿轮的滚齿加工方法，其特征在于：所述径向进给为手动径向进给。
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