CN1060706C - 生成球面蜗轮的齿面的方法 - Google Patents

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Abstract

一种生成球面蜗轮的高精度齿面而不使用球面蜗杆滚刀的方法，使用包括在其上嵌入磨粒的切削表面，然后精加工电解沉积切削工具，使其具有与可啮合球面蜗轮的球面蜗杆相同的齿面的电解沉积磨削工具磨削生成铜合金球面蜗轮的齿表面，该球面蜗轮的齿面的生成是在这样一种条件下进行的，就是一个磨粒的最大切削深度预定不大于磨粒平均直径的四分之一。

Description

生成球面蜗轮的齿面的方法
本发明涉及一种生成球面蜗轮的齿面的方法。
球面蜗轮的齿轮切削惯用球面蜗杆滚刀(见图1)或包括一部分球面蜗杆滚刀的快速切削工具来完成。球面蜗杆滚刀包括一个螺纹面，与圆柱蜗杆滚刀不同，该螺纹面的螺距不是恒定的。从球面蜗杆滚刀的切削刃延伸的侧面的铲削必须基本上用手工操作进行，因此滚刀的齿面不可能准确地精加工。同时，当修磨滚刀的前刀面时，滚刀的齿形偏离理想齿形。
如上所述，在球面蜗轮的齿轮切削法中已经惯用的球面蜗杆滚刀中，基本上很难进行从滚刀切削刃延伸的侧面的铲削，因此球面蜗杆滚刀本身就不容易制造。当然，同时也很难利用球面蜗杆滚刀来生成球面蜗轮的高精度齿面。
鉴于先有技术的上述问题，本发明的一个目的在于提供一种生成球面蜗轮的高精度齿面而不使用球面蜗杆滚刀的方法。
根据本发明的一个方面，当使用具有与可以啮合球面蜗轮的球面蜗杆相同的齿面并包括一个在其上电解沉积了磨粒的切削表面的电解沉积磨削工具来磨削生成铜合金球面蜗轮的齿面时，该球面蜗轮的齿面的生成是在这样一种条件下进行的，就是一个磨粒的最大切削深度预定不大于磨粒平均直径的四分之一。
或者是，当使用一个磨削工具，该磨削工具包括一个在其上预先电解沉积了磨粒的切削表面然后该电解沉积磨削工具被精加工成具有与可以啮合球面蜗轮的球面蜗杆相同的齿面，来磨削生成铜合金球面蜗轮的齿面时，该球面蜗轮的齿面的生成是在这样一种条件下进行的，就是一个磨粒的最大切削深度预定不大于磨粒平均直径的四分之一。
特别是，球面蜗轮的齿面是使用包括在其上嵌入了金刚石磨粒或CBN(立方氮化硼)磨粒的切削表面的电解沉积磨削工具来磨削生成的。
图1是常规的球面蜗轮滚刀的局部剖切侧视图；
图2是本发明的电解沉积砂轮的局部剖切侧视图；
图3是安装了本发明的电解沉积磨削工具的滚齿机的主视图，用于说明加工一个工件的方法；
图4是安装了本发明的电解沉积磨削工具的滚齿机的侧视图，用于说明加工一个工件的方法；及
图5是表示磨粒最大切削深度gmax和磨削量之间关系的曲线图。
现在参照附图说明本发明的一个优选实施例。
图2表示本发明中使用的一种电解沉积磨削工具3。生成铜合金球面蜗轮的齿面用的电解沉积磨削工具3具有与可以啮合球面蜗轮的球面蜗杆的齿面相同的齿面，该磨削工具包括一个其上电解沉积了磨粒的切削表面。或者是，磨粒预先电解沉积在磨削工具3的切削表面上，然后精加工电解沉积磨削工具3，使其具有与可以啮合待制造的球面蜗轮的球面蜗杆的齿面相同的齿面。最好采用金刚石磨粒或CBN(立方氮化硼)磨粒作为磨粒。
具有待生成的齿面的球面蜗轮的特征在于，蜗轮的齿用铜合金(如铝青铜)制造。蜗轮的齿面通过金刚石电解沉积磨削工具(或CBN磨削工具)磨削而生成，磨削工具已经被制成具有与可以啮合蜗轮的球面蜗杆的齿面相同的齿面。下面将说明一种加工蜗轮用的实用方法。
在球面蜗轮的加工方法中，用与常规滚齿法相似方式处理磨削工具和蜗轮材料。更具体地说，在图3和4所示的滚齿机1上，电解沉积磨削工具3代替滚刀固定在滚刀刀杆2上，该滚刀通常固定在滚刀刀杆上。蜗轮材料6固定在滚齿机的工作台4上的工件主轴5上。
在这种状态下，当滚刀刀杆(磨削工具主轴)2和工件主轴5以等于蜗杆和蜗轮之间减速齿轮比i的转数比转动时，工作台4向滚刀刀杆(磨削工具主轴)2移动。然后，电解沉积磨削工具3开始磨削生成蜗轮的齿面。当磨削工具3已经推入蜗轮材料达蜗轮的一个齿深时，球面蜗轮的齿面的磨削生成就完成了。
在采用电解沉积磨削工具的情况下，磨粒嵌入电解沉积层约磨粒直径的一半，而电解沉积层没有便于排除从蜗轮磨削产生的磨屑的空间。在这种情况下，进行了磨削试验以找出磨削工具没有丧失除屑能力的条件。图5表示磨削试验的结果。在图5中，横坐标表示一个磨粒的最大切削深度gmax而纵坐标表示磨削量。从磨削试验的结果可以看出，在最大切削深度gmax不大于dw／4(dw：磨粒的平均直径)的范围内，磨削量随最大切削深度gmax的增大而增大。但是，在最大切削深度gmax超过dw／4后，即使它再增加，磨削量也不增加了。相反，磨削量还急剧减小。
这就是说，在gmax＞dw／4的范围内，可能电解沉积磨削工具的除屑能力已经消失，而上述范围可以看作是磨削的失效范围。鉴于上述情况，可以理解，当用电解沉积磨削工具磨削生成球面蜗轮的齿面时，必须在这样一种条件下生成和精加工球面蜗轮齿面，就是一个磨粒的最大切削深度预定不大于磨粒平均直径的四分之一(gmax≤dw／4)。当满足这样的条件时，形成的磨削工具的电解沉积层在磨削工具和工件表面之间具有深度至少为dw／4的间隙，因此可以保证磨削工具的除屑能力。
如上所述，因为电解沉积磨削工具不需要制造滚刀所必须的切削刃铲削工艺和前刀面修磨工艺，所以当球面蜗轮的齿面通过此种电解沉积磨削工具磨削生成和精加工时，有可能制造具有最佳精加工齿面的球面蜗轮。

Claims (3)

1．一种生成球面蜗轮的齿面的方法，其中，当使用具有与可以啮合球面蜗轮的球面蜗杆相同的齿面并包括一个在其上电解沉积了磨粒的切削表面的电解沉积磨削工具来磨削生成铜合金球面蜗轮的齿面时，该球面蜗轮的齿面的生成是在这样一种条件下进行的，就是一个磨粒的最大切削深度预定成小于或等于磨粒平均直径的四分之一。
2．一种生成球面蜗轮的齿面的方法，其中，当使用包括一个在其上预先电解沉积了磨粒的切削表面而使其具有与可以啮合球面蜗轮的球面蜗杆相同的齿面的磨削工具来磨削生成铜合金球面蜗轮的齿面时，该球面蜗轮的齿面的生成是在这样一种条件下进行的，就是一个磨粒的最大切削深度预定成小于或等于磨粒平均直径的四分之一。
3．一种根据权利要求1或2的生成球面蜗轮的齿面的方法，其中使用包括在其上嵌入金刚石磨粒或CBN(立方氮化硼)磨粒的切削表面的电解沉积磨削工具磨削生成球面蜗轮的齿面。
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