CN107378136A - 大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够利用现有的普通机床设备，利用普通刀具完成大直径直齿锥齿轮齿部加工的大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法。该大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，包括以下步骤：1)利用UG软件建立需要进行加工的大齿轮的三维模型；2)在UG软件上设计大齿轮的齿部加工的数控刀路，通过UG软件，将数控刀路转化为NC程序代码；3)在数控机床上设置有分度工作台，的大齿轮毛坯装夹在分度工作台上，在数控镗床上，利用NC程序代码在大齿轮毛坯上加工出一个齿槽的形状，然后通过工作台回转分度分齿，逐步将所有齿加工完成。采用该大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法能够降低工人劳动强度，提高工效数倍，保证质量。

Description

大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法

技术领域

本发明涉及一种齿轮的加工方法，尤其是一种大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法。

背景技术

众所周知：新型海洋平台大功率风力发电设备，其不同于传统增速机型结构，采用垂直驱动结构，利用大小锥齿轮传动进行换向，并传递叶片上输送来的大扭矩。其中重点零件大锥齿轮直径约4米，模数50，齿数82，超出了传统滚齿机和伞齿刨的加工范围，传统成形法和展成法加工均无法实施。

如何利用现有的普通机床设备，脱开传统滚切和刨齿方法，利用普通刀具完成齿部加工，成为加工该种类型的大型锥齿轮必须逾越的鸿沟，同时也是突破“超大型重载直齿锥齿轮”制造技术水平的关键。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够利用现有的普通机床设备，利用普通刀具完成大锥齿轮加工的大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，包括以下步骤：

1)根据齿轮啮合原理和齿廓成形原理，利用UG软件建立能用于实际加工的大锥齿轮的精确三维模型；

2)在UG软件上设计大锥齿轮齿部加工的数控刀路，通过设置UG软件后置处理，将复杂的数控刀路转化为机床能识别可执行的NC程序代码；

3)高精度数控镗床工作台具有准确的回转分度工作台，将大锥齿轮坯件装夹在分度工作台上，机床通过执行NC程序代码在坯件上加工出一个完整的齿槽，然后通过回转分度工作台回转分度分齿，逐步将所有齿加工完成。

具体的，在步骤2)中所述UG软件上设计大锥齿轮的齿部加工的数控刀路，包括一粗、二粗、半精、清根、精铣齿、齿形齿向修形刀路。

进一步的，在步骤1)中大锥齿轮三维模型建立后，通过锥齿轮齿面成型原理，计算并检验模型的正确性。

本发明的有益效果是：本发明所述的大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，利用现有的数控镗床设备巧妙地采用开放式软件数控编程加工方法，采用普通铣刀和球头铣刀完成齿部加工，避免了购买专用滚齿或刨齿刀具费用，可操作性强，工作台回转分齿，数控程序控制齿厚和光洁度，降低了工人劳动强度，提高工效数倍，质量完全保证。

本发明所述的大模数大直径(直径4米)直齿锥齿轮齿部开放式加工方法开拓出齿轮制造工艺新途径，解决了国内超大型重载直齿锥齿轮的加工难题和空白，为超大型重载直齿锥齿轮在各类冶金产品、大型海上风电产品、矿山立磨产品等的结构选型、技术革新、升级换代，提供了可靠的技术保证，也为渗碳淬火类硬齿面直齿锥齿轮的五轴数控开放式铣削加工奠定了技术基础。

附图说明

图1是本发明实施例中需要加工的大锥齿轮的三维模型；

图2是本发明实施例中大锥齿轮在数控镗床上进行加工的示意图；

图中标示：1-大锥齿轮坯件，2-分度工作台，3-数控镗床。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

1、大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，包括以下步骤：

1)根据齿轮啮合原理和齿廓成形原理，利用UG软件建立能用于实际加工的大锥齿轮的精确三维模型；

2)在UG软件上设计大锥齿轮齿部加工的数控刀路，通过设置UG软件后置处理，将复杂的数控刀路转化为机床能识别可执行的NC程序代码；

3)高精度数控镗床工作台具有准确的回转分度功能，将大锥齿轮坯件装夹在分度工作台上，机床通过执行NC程序代码在坯件上加工出一个完整的齿槽，然后通过工作台回转分度分齿，逐步将所有齿加工完成。

在步骤1)中对需要加工得到的大齿轮在UG软件中进行三维建模，从而为后续UG软件设计齿部数控刀路做准备。

在步骤2)中通过在UG软件上设置单个齿槽的刀路并且将刀路转化为数控NC程序代码，从而能够保证后续对齿部加工的准确性。

由于UG软件中对单个的齿槽的刀路进行计算处理转化为NC程序代码；从而有利于保证加工的刀路的简便，同时能够保证NC程序代码简便，不易出现错误。因此在步骤3)中在数控机床上设置分度工作台，从而通过分度工作台对大齿轮坯件1在加工好一个齿槽后进行分度分齿，从而实现对整个大齿轮上所有齿槽的加工。通过分度工作台以及UG软件对单个齿槽刀路的编程，从而实现通过传统普通的数控机床实现对大锥齿轮的加工。

综上所述，本发明所述的大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，利用现有的数控镗床设备巧妙地采用开放式软件数控编程加工方法，采用普通铣刀和球头铣刀完成齿部加工，避免了购买专用滚齿或刨齿刀具费用，可操作性强，工作台回转分齿，数控程序控制齿厚和光洁度，降低了工人劳动强度，提高工效数倍，质量完全保证。

本发明所述的大模数大直径(直径4米)直齿锥齿轮齿部开放式加工方法开拓出齿轮制造工艺新途径，解决了国内超大型重载直齿锥齿轮的加工难题和空白，为超大型重载直齿锥齿轮在各类冶金产品、大型海上风电产品、矿山立磨产品等的结构选型、技术革新、升级换代，提供了可靠的技术保证，也为渗碳淬火类硬齿面直齿锥齿轮的五轴数控开放式铣削加工奠定了技术基础。

由于每个生产厂家对大锥齿轮的齿部加工工艺不同，因此可以根据自身需要设计相应的加工刀路。为了保证齿部的加工精度，具体的，所述UG软件上设计大齿轮的齿部加工的数控刀路，包括一粗、二粗、半精、清根、精铣齿、齿形齿向修形刀路。

为了保证大锥齿轮的三维模型的准确性，保证后续步骤中UG软件处理得到的NC程序代码加工出合格的齿部，进一步的，在步骤1)中大锥齿轮三维模型建立后，通过锥齿轮齿面成型原理，计算并检验模型的正确性。

实施例

加工直径为4米，大端模数50，齿数82，压力角20°的大型锥齿轮。

1、建立精确三维模型；

利用UG软件建立等顶隙收缩齿直齿锥齿轮模型(大端模数50，齿数82，压力角20°)，并通过锥齿轮齿面成型原理，计算并检验模型的正确性。

2、设计数控加工刀路；

利用UG软件，设计规划齿部加工的一粗、二粗、半精、清根、精铣齿、齿形齿向修形刀路。

3、生成数控程序代码；

通过设置调试UG软件后置处理器，生成机床西门子840D系统能识别的NC程序代码。

4、数控镗床根据NC程序指令，进行切削加工，完成锥齿轮渐开线曲面及齿根狭窄区域的加工；

在数控镗床上，利用该程序加工出一个齿槽的形状，然后通过分度工作台2回转分度分齿，逐步将82个齿加工完成。

Claims (3)

1.大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，其特征在于包括以下步骤：

1)根据齿轮啮合原理，利用UG软件建立大锥齿轮的三维模型；

2)在UG软件上设计大锥齿轮的齿部加工的数控刀路，通过UG软件后置处理，将数控刀路转化为机床能识别的NC程序代码；

3)高精度数控镗床工作台具有准确的回转分度工作台，将大锥齿轮坯件装夹在分度工作台上，机床通过执行NC程序代码在坯件上加工出一个完整的齿槽，然后通过回转分度工作台(前后统一，同时使得该处的回转工作台具有引用基础)回转分度分齿，逐步将所有齿加工完成。

2.如权利要求1所述的大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，其特征在于：在步骤2)中所述UG软件建立的大锥齿轮的三维模型，设计的大锥齿轮齿部加工的数控刀路，包括一粗、二粗、半精、清根、精铣齿和齿形齿向修形刀路。

3.如权利要求1所述的大模数大直径直齿锥齿轮齿部开放式加工方法，其特征在于：在步骤1)中大锥齿轮三维模型建立后，通过锥齿轮齿面成型原理，计算并检验模型的正确性。