CN104368880B - 一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法 - Google Patents

一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，针对由于机床或者滚刀等故障而引起的齿面缺陷问题，结合现有设备存在的不足之处，在现有设备无需使用专用切向刀架的情况下，通过手动方式有效地控制滚刀刀架的切向位移，从而巧妙地去除了齿面缺陷，达到齿轮设计要求，保证齿轮的啮合和使用寿命，挽回了生产损失；由于采用本发明的切向进给滚齿方法，无需专门订购切向刀架，降低了成本，提高了生产效益，经济实用。

Description

一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法
技术领域
本发明涉及一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，属于机械加工方法领域。
背景技术
齿轮结构多种多样，一般精度等级为4级～7级（GB/T10095），通常采用先滚齿再磨齿的加工工艺。滚齿是一种应用最广的切齿方法，可进行滚铣圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮及花键轴等的加工。据统计，一些国家的滚齿机拥有量约占所有齿轮机床的45%～50%。使用普通滚齿机滚齿，一旦机床或者滚刀等出现故障，容易产生齿面缺陷。这种情况下，如果按照正常的方法继续滚齿，难以去除齿面缺陷，无法满足设计要求，对齿轮的啮合和使用寿命产生影响，致使齿轮报废，这样不仅造成了制造成本的损失，而且耽搁了加工进度。现有技术中对于这样的问题，可以通过控制滚刀刀架的切向位移，去除齿面缺陷，挽救损失。然而普通滚齿机一般无专用切向刀架，无法自动控制滚刀刀架的切向位移，即使有专用切向刀架，费用则较高，而且使用率较低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提出一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，包括以下步骤：
第1步：采用径向进给法，滚刀将齿轮的齿根圆滚至上差，以保证齿根圆不干涉，测量并记录此时的公法线W1，公法线W1应大于滚齿后齿轮的有效齿宽公法线W0；
第2步：退出滚刀刀架，用百分表测量并记录滚刀径向退出距离L3；
第3步：手动调节滚刀刀架切向位移△L，△L应大于0且小于滚刀刀尖圆弧中心距e，使滚刀刀架切向进给方向与有缺陷的齿面方向一致，滚刀刀架切向位移△L满足公式Ⅱ：即其中，△W为公法线变动量，α为分度圆压力角，i为正整数，△Li为第i次滚刀刀架切向位移，Wi为第i次的公法线，Wi+1为第i+1次的公法线，△Li的选取应满足公式Ⅲ：Wi＞Wi+1≥W0；
第4步：锁紧滚刀刀架；
第5步：启动机床，将滚刀径向进给L3，使滚刀回复到原先的径向位置，并且径向锁紧滚刀；
第6步：轴向进给滚刀滚齿，测量并记录实际的公法线W2'；
第7步：比较W2'与W0，若W2'在W0的公差范围内，且去除了齿面缺陷，则滚齿完成；若W2'在W0的公差范围之外，且未去除齿面缺陷，则重复第3步～第7步，直至去除齿面缺陷，并且Wi+1'满足W0的公差要求。
优选的，上述的一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，其中：所述第1步中的径向进给法包括以下步骤：
1.1测量并记录齿轮的实际齿顶圆直径da；
1.2将滚刀主切齿调整至水平方向，保持滚刀不动；
1.3将齿轮径向进给至滚刀主切齿，并调整齿轮使齿轮齿顶与滚刀主切齿对中，用百分表测量并记录此时的齿轮位置L1；
1.4轴向移动滚刀刀架，使滚刀主切齿与齿顶不接触；
1.5径向进给齿轮至位置L2，L2满足公式Ⅰ：L2=L1+（da-dfmax）/2，其中dfmax为齿根圆最大值。
优选的，上述的一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，其中：所述第1.3步中采用纸动法将齿轮齿顶与滚刀主切齿对中，所述纸动法为在齿轮齿顶与滚刀主切齿之间放置一张白纸，若白纸无法抽动，且白纸上的齿形印记对称，则表示齿轮齿顶与滚刀的主切齿对中，反之亦然，即如果白纸能够抽动，且印记不对称，则表示齿轮齿顶与滚刀的主切齿没有对中，需要继续调整。
相比于现有技术，本发明的有益效果主要体现在：针对由于机床或者滚刀等故障而引起的齿面缺陷问题，结合现有设备存在的不足之处，在现有设备无需使用专用切向刀架的情况下，提出一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，通过手动方式有效地控制滚刀刀架的切向位移，从而巧妙地去除了齿面缺陷，达到齿轮设计要求，保证齿轮的啮合和使用寿命，挽回了生产损失；由于采用本发明的切向进给滚齿方法，无需专门订购切向刀架，降低了成本，提高了生产效益，经济实用。
附图说明
图1是本发明实施例的齿廓示意图。
图2是图1的局部放大图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本实施例中的齿轮使用滚齿机滚齿，要求滚齿后齿轮的有效齿宽公法线齿根圆最大值dfmax=716.797mm，分圆压力角α=25°。但在滚齿过程中发生爆刀，导致齿面产生缺陷，爆刀后的轮廓线如图1中所示的“齿廓线1”。在这种情况下，如果继续按照正常的方法滚齿，则滚齿后的齿廓线如图1中所示的“齿廓线2”，从图2中明显可见齿面缺陷无法去除。
本实施例的用于滚齿机的切向进给滚齿方法，其步骤如下：
第1步：测量并记录齿轮的实际齿顶圆直径da=759.532mm；
第2步：将滚刀主切齿调整至水平方向，保持滚刀不动；
第3步：手摇工作台的手柄，使齿轮径向进给至滚刀主切齿，并在齿轮齿顶与滚刀主切齿之间放置一张白纸，当放置在齿轮齿顶与滚刀主切齿之间的白纸无法抽动，且白纸上的齿形印记对称，则说明齿轮齿顶与滚刀的主切齿对中，此时用百分表测量并记录齿轮的位置L1=15.02mm；
第4步：先轴向移动滚刀刀架，使滚刀主切齿与齿顶不接触；
第5步：径向进给齿轮至位置L2，L2=L1+（da-dfmax）/2=36.39mm；然后轴向进给滚刀滚齿，将齿根圆滚到上差，以保证齿根圆不干涉，测量并记录此时的公法线W1=291.25mm＞W0；
第6步：退出滚刀刀架，用百分表测量并记录滚刀径向退出距离L3=30mm；
第7步：根据滚刀刀尖圆弧中心距e确定切向进给的进刀步长，要求滚刀刀架切向位移△L应大于0且小于滚刀刀尖圆弧中心距e(e=0.3mm),选取经过验算W1＞W2=290.978≥W0，因此选取的△L1可行，手动调节滚刀刀架向左切向位移△L1=0.276mm，保证滚刀刀架切向进给方向（向左）与有缺陷的齿面方向（齿槽左齿面）一致;
第8步：锁紧滚刀刀架；
第9步：启动机床，将滚刀径向进给L3=30mm，使滚刀回复到原先的径向位置，并且径向锁紧滚刀；
第10步：轴向进给滚刀滚齿，测量并记录齿轮实际公法线W‘2=291.01mm；
第11步：由于此时齿面缺陷尚未去除，而且公法线W‘2在W0的公差范围之外，因此继续重复第7步～第11步。
可经过4次手动调节滚刀刀架切向位移（如表1所示），使W5'在W0的公差范围内,同时去除了齿面缺陷。此时齿轮的齿廓线如图1中所示的“齿廓线3”，从图2中明显可见齿面缺陷已完全去除。
表1
本实施例针对由于机床或者滚刀等故障而引起的齿面缺陷问题，结合现有设备存在的不足之处，在现有设备无需使用专用切向刀架的情况下，提出一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，通过手动方式有效地控制滚刀刀架的切向位移，从而巧妙地去除了齿面缺陷，达到齿轮设计要求，保证齿轮的啮合和使用寿命，挽回了生产损失；由于采用本实施例切向进给滚齿方法，无需专门订购切向刀架，降低了成本，提高了生产效益，经济实用。
本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，包括以下步骤：
第1步：采用径向进给法，滚刀将齿轮的齿根圆滚至上差，以保证齿根圆不干涉，测量并记录此时的公法线W1，公法线W1应大于滚齿后齿轮的有效齿宽公法线W0；
第2步：退出滚刀刀架，用百分表测量并记录滚刀径向退出距离L3；
第3步：手动调节滚刀刀架切向位移ΔL，ΔL应大于0且小于滚刀刀尖圆弧中心距e，使滚刀刀架切向进给方向与有缺陷的齿面方向一致，滚刀刀架切向位移ΔL满足公式II：即其中，ΔW为公法线变动量，α为分度圆压力角，i为正整数，ΔLi为第i次滚刀刀架切向位移，Wi为第i次的公法线，Wi+1为第i+1次的公法线，ΔLi的选取应满足公式III：Wi＞Wi+1≥W0；
第4步：锁紧滚刀刀架；
第5步：启动机床，将滚刀径向进给L3，使滚刀回复到原先的径向位置，并且径向锁紧滚刀；
第6步：轴向进给滚刀滚齿，测量并记录实际的公法线Wi+1'；
第7步：比较Wi+1'与W0，若Wi+1'在W0的公差范围内，且去除了齿面缺陷，则滚齿完成；若Wi+1'在W0的公差范围之外，且未去除齿面缺陷，则令Wi+1＝Wi+1'，重复第3步～第7步，直至去除齿面缺陷，并且Wi+1'满足W0的公差要求。
2.根据权利要求1所述的一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，其特征在于：所述第1步中的径向进给法包括以下步骤：
1.1测量并记录齿轮的实际齿顶圆直径da；
1.2将滚刀主切齿调整至水平方向，保持滚刀不动；
1.3将齿轮径向进给至滚刀主切齿，并调整齿轮使齿轮齿顶与滚刀主切齿对中，用百分表测量并记录此时的齿轮位置L1；
1.4轴向移动滚刀刀架，使滚刀主切齿与齿顶不接触；
1.5径向进给齿轮至位置L2，L2满足公式Ⅰ：L2＝L1+(da-dfmax)/2，其中dfmax为齿根圆最大值。
3.根据权利要求2所述的一种用于滚齿机的切向进给滚齿方法，其特征在于：所述第1.3步中采用纸动法将齿轮齿顶与滚刀主切齿对中，所述纸动法为在齿轮齿顶与滚刀主切齿之间放置一张白纸，若白纸无法抽动，且白纸上的齿形印记对称，则表示齿轮齿顶与滚刀的主切齿对中，反之亦然。
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