CN109176172B - 滚刀的修复刃磨方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种滚刀的修复刃磨方法及装置,涉及机械加工领域。具体包括:获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差、第二侧齿廓倾斜偏差、以及对应计量的渐开线展开长度;根据齿廓误差参数,计算试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角;根据试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角,计算待修复滚刀待补偿前角;根据试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角、以及待修复滚刀的预设设计压力角,确定待修复滚刀的刀刃修复方向,以使待修复滚刀按照刀刃修复方向和待修复滚刀待补偿前角进行修复。相对于现有技术,能够精确修磨滚刀的前刀面,使磨损后的滚刀前角修复到设计值,滚切出的齿轮压力角更准确,避免因滚刀前角误差造成齿轮压力角超差产生报废。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域,具体而言,涉及一种滚刀的修复刃磨方法及装置。
背景技术
滚刀是按螺旋齿轮啮合原理加工直齿和斜齿圆柱齿轮的一种刀具,用于按展成法加工圆柱齿轮、蜗轮和其他圆柱形带齿的工件。加工时,滚刀相当于一个螺旋角很大的螺旋齿轮,其齿数即为滚刀的头数,工件相当于另一个螺旋齿轮,彼此按照一对螺旋齿轮作空间啮合,以固定的速比旋转,由依次切削的各相邻位置的刀齿齿形包络成齿轮的齿形。
滚刀的前角是指滚刀正交平面中测量的前刀面与基面之间的夹角,前角角度从前刀面逆时针方向向基面靠近为正,反之为负。前角越大,刀具越锋利,切削越省力,但强度也随之降低,易产生崩刀,前角偏负的滚刀切削齿轮非常困难,滚刀损坏很快,加工后的齿面粗糙度极差,生产效率很难提高。故前角对滚刀来说是一项非常重要的指标,在滚刀进行加工前需要选取合适的前角。
滚刀使用一段时间后切削刃会出现磨损,因此为了保证齿轮的精度,滚刀使用一段时间后需要对滚刀前刀面进行刃磨,刃磨时必须使砂轮与滚刀原设计的前刀面平行,但由于刀体磨损后使滚刀前角与原设计的滚刀前角有误差,传统的通过直接“靠磨”前刀面的方法很容易使这个误差继续存在刃磨后的滚刀上,并随着多次刃磨后放大,使重新刃磨后的滚刀加工的齿轮产生较大的压力角误差。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种滚刀的修复刃磨方法及装置,以解决因为滚刀前角的误差造成齿轮压力角超差产生报废的问题。
为实现上述目的,本发明实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供了一种滚刀的修复刃磨方法,包括:
获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差fha1、第二侧齿廓倾斜偏差fha2、以及对应计量的渐开线展开长度L;
根据所述齿廓误差参数,计算所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α';
根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ;
根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'、以及所述待修复滚刀的预设设计压力角α,确定所述待修复滚刀的刀刃修复方向,以使所述待修复滚刀按照所述刀刃修复方向和所述待修复滚刀待补偿前角δ进行修复。
进一步地,所述根据所述齿廓误差参数,计算所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',包括:
α′1为被加工齿轮第一侧齿廓实际压力角;α′2为被加工齿轮第二侧齿廓实际压力角。
进一步地,所述根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ,包括:
根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0;
根据所述滚刀分度圆处实际前角γ′0、所述滚刀顶圆直径d、所述滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ';
根据所述滚刀设计前角γ、以及所述滚刀实际前角γ′,计算所述待修复滚刀待补偿前角δ。
进一步地,所述根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0,包括:
进一步地,所述根据所述滚刀分度圆处实际前角γ′0、所述滚刀顶圆直径d、所述滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ',包括:
进一步地,所述根据所述滚刀设计前角γ、以及所述滚刀实际前角γ′,计算所述待修复滚刀待补偿前角δ包括:
根据公式δ=│γ-γ′│,计算得到滚刀需补偿的前角δ。
第二方面,本发明实施例还提供了一种滚刀的修复刃磨装置,包括:
获取模块,用于获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差fha1、第二侧齿廓倾斜偏差fha2、以及对应计量的渐开线展开长度L;
第一处理模块,用于根据所述齿廓误差参数,计算所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α';
第二处理模块,用于根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ;
修复模块,用于根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'、以及所述待修复滚刀的预设设计压力角α,确定所述待修复滚刀的刀刃修复方向,以使所述待修复滚刀按照所述刀刃修复方向和所述待修复滚刀待补偿前角δ进行修复。
α′1为被加工齿轮第一侧齿廓实际压力角;α′2为被加工齿轮第二侧齿廓实际压力角。
进一步地,所述第二处理模块,具体用于根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0;根据所述滚刀分度圆处实际前角γ′0、所述滚刀顶圆直径d、所述滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ′;根据所述滚刀设计前角γ、以及所述滚刀实际前角γ′,计算所述待修复滚刀待补偿前角δ。
本发明的有益效果是:本发明实施例提供的滚刀的修复刃磨方法及装置,能够快速精确的修磨滚刀的前刀面,使磨损后的滚刀前角修复到设计值,滚切出的齿轮压力角更加准确,避免因滚刀前角误差造成齿轮压力角超差产生报废。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一实施例提供的滚刀的修复刃磨方法的流程示意图;
图2为本申请另一实施例提供的滚刀的修复刃磨方法的流程示意图;
图3为本申请一实施例提供的滚刀的修复刃磨装置的结构示意图;
图4为本申请另一实施例提供的滚刀的修复刃磨装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
图1为本申请一实施例提供的滚刀的修复刃磨方法的流程示意图。该方法可以由具备计算功能的设备执行,例如计算机、服务器、笔记本电脑、移动电脑等。
如图1所示,该方法具体包括如下步骤:
S101:获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差fha1、第二侧齿廓倾斜偏差fha2、以及对应计量的渐开线展开长度L。
可以先采用修复滚刀对试滚齿轮进行试滚,得到试滚后的试滚齿轮,通过齿轮测量仪检测计量试滚后的试滚齿轮,得到待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数,并将这些参数导入计算设备执行本实施例提供的方法。
S102:根据齿廓误差参数,计算试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'。
S103:根据试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算待修复滚刀待补偿前角δ。
S104:根据试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'、以及待修复滚刀的预设设计压力角α,确定待修复滚刀的刀刃修复方向,以使待修复滚刀按照刀刃修复方向和待修复滚刀待补偿前角δ进行修复。
即计算得到待修复滚刀按照刀刃修复方向和待修复滚刀待补偿前角后,就可以采用修复工具对待修复滚刀进行修复了。例如将待修复滚刀安置在滚刀刃磨磨床上,旋转待修复滚刀使滚刀前刀面与砂轮磨削面平行,进而修磨滚刀,直到滚刀修磨完成。
本实施例中,通过获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的相关误差参数,并将误差参数代入相关公式中,计算得出待修复滚刀待补偿前角δ和试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',进而确定待修复滚刀的刀刃修复方向并以待补偿前角δ进行修复,从而能够快速精确的修磨滚刀的前刀面,使磨损后的滚刀前角误差造成齿轮压力角超差产生报废。
式中α′1为被加工齿轮第一侧齿廓实际压力角;α′2为被加工齿轮第二侧齿廓实际压力角。
第一侧齿廓、第二侧齿廓可以是齿轮相对两侧的齿廓,例如齿轮左右两侧的齿廓。
图2为本申请另一实施例提供的滚刀的修复刃磨方法的流程示意图。如图2所示,根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ可以具体包括如下步骤:
S201:计算滚刀分度圆处实际前角。
具体地,根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0。
S202:计算滚刀实际前角。
具体地,根据滚刀分度圆处实际前角γ′0、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ'。
S203:计算待修复滚刀待补偿前角。
具体地,根据滚刀设计前角γ、以及滚刀实际前角γ′,计算待修复滚刀待补偿前角δ。
其中,步骤S203还包括:根据公式δ=│γ-γ′│,计算得到滚刀需补偿的前角δ。
进一步地,根据计算结果修复待修复滚刀。
具体地,将待修复滚刀放置在滚刀刃磨磨床上,通过旋转滚刀,使待修复滚刀的前刀面与砂轮的磨削面平行。
具体地,如果α'>α,即齿轮的实际滚齿压力角大于滚刀的设计压力角,表明滚刀磨损后的实际前角小于滚刀的设计前角,此时将滚刀旋转δ角后固定,旋转方向为使滚刀刃磨后前角增大的方向。
如果若α'<α,即实际滚齿压力角小于滚刀设计压力角,则表明滚刀磨损后的实际前角大于滚刀的设计前角;此时将滚刀旋转δ角后固定,旋转方向为使滚刀刃磨后前角减小的方向。
使用本发明提供的滚刀的修复刃磨方法,能够快速精确的修磨滚刀的前刀面,使磨损后的滚刀前角修复到设计值,滚切出的齿轮压力角更准确,避免因滚刀前角误差造成齿轮压力角超差产生报废。
举例说明,具体在一个实施例中:
某被待修磨滚刀加工过的齿轮左齿廓倾斜偏差fha1=0.056mm、右齿廓倾斜偏差fha2=0.066mm、渐开线展开长度L=42.404mm、滚刀设计压力角α=20°、滚刀设计前角γ=7°、滚刀产背量K=11、滚刀容屑槽数Z=9、滚刀顶圆直径d=160mm,滚刀分度圆直径d0=136.6mm。
最后通过公式δ=|γ-γ'|,求得滚刀需补偿的前角δ=0.7863°;
对比得到:实际滚齿压力角α'小于滚刀设计压力角α,说明此时滚刀磨损后的实际前角大于滚刀的设计前角;此时将待修复滚刀放置在滚刀刃磨磨床上,通过旋转滚刀,使滚刀的前刀面与砂轮的磨削面平行,然后将待修复滚刀旋转0.7863°后固定,旋转方向为使滚刀刃磨后前角减小的方向。
图3为本发明一实施例提供的滚刀的修复刃磨装置的示意图,如图3所示,该装置具体包括:获取模块401、第一处理模块402、第二处理模块403和修复模块404。其中,
获取模块401,用于获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差fha1、第二侧齿廓倾斜偏差fha2、以及对应计量的渐开线展开长度L。
第一处理模块402,用于根据齿廓误差参数,计算试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'。
第二处理模块403,用于根据试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算待修复滚刀待补偿前角δ。
修复模块404,用于根据试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'、以及待修复滚刀的预设设计压力角α,确定待修复滚刀的刀刃修复方向,以使待修复滚刀按照刀刃修复方向和待修复滚刀待补偿前角δ进行修复。
进一步地,第二处理模块403,具体用于:
S201:根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0;
S202:根据滚刀分度圆处实际前角γ′0、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ';
S203:根据滚刀设计前角γ、以及滚刀实际前角γ′,计算待修复滚刀待补偿前角δ。
进一步地,步骤S203还包括:根据公式δ=│γ-γ′0│,计算得到滚刀需补偿的前角δ。
进一步地,根据计算结果进行滚刀的修复。
上述装置用于执行前述实施例提供的方法,其实现原理和技术效果类似,在此不再赘述。
以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路,例如:一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC),或,一个或多个微处理器(digital singnal processor,简称DSP),或,一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)等。再如,当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时,该处理元件可以是通用处理器,例如中央处理器(CentralProcessing Unit,简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如,这些模块可以集成在一起,以片上系统(system-on-a-chip,简称SOC)的形式实现。
图4为本发明另一实施例提供的滚刀的修复刃磨装置的示意图,该装置可以集成于终端设备或者终端设备的芯片,该终端可以是具备图像处理功能的计算设备。
该装置包括:存储器901、处理器902。
存储器901用于存储程序,处理器902调用存储器901存储的程序,以执行上述方法实施例。具体实现方式和技术效果类似,这里不再赘述。
可选地,本发明还提供一种程序产品,例如计算机可读存储介质,包括程序,该程序在被处理器执行时用于执行上述方法实施例。
在本发明所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(英文:processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文:Read-Only Memory,简称:ROM)、随机存取存储器(英文:Random Access Memory,简称:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (10)
1.一种滚刀的修复刃磨方法,其特征在于,包括:
获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差fha1、第二侧齿廓倾斜偏差fha2、以及对应计量的渐开线展开长度L;
根据所述齿廓误差参数,计算所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α';
根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ;
根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'、以及所述待修复滚刀的预设设计压力角α,确定所述待修复滚刀的刀刃修复方向,以使所述待修复滚刀按照所述刀刃修复方向和所述待修复滚刀待补偿前角δ进行修复。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ,包括:
根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0;
根据所述滚刀分度圆处实际前角γ′0、所述滚刀顶圆直径d、所述滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ';
根据所述滚刀设计前角γ、以及所述滚刀实际前角γ′,计算所述待修复滚刀待补偿前角δ。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述滚刀设计前角γ、以及所述滚刀实际前角γ′,计算所述待修复滚刀待补偿前角δ包括:
根据公式δ=│γ-γ′│,计算得到滚刀需补偿的前角δ。
7.一种滚刀的修复刃磨装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取待修复滚刀试滚后试滚齿轮的齿廓误差参数:第一侧齿廓倾斜偏差fha1、第二侧齿廓倾斜偏差fha2、以及对应计量的渐开线展开长度L;
第一处理模块,用于根据所述齿廓误差参数,计算所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α';
第二处理模块,用于根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算所述待修复滚刀待补偿前角δ;
修复模块,用于根据所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α'、以及所述待修复滚刀的预设设计压力角α,确定所述待修复滚刀的刀刃修复方向,以使所述待修复滚刀按照所述刀刃修复方向和所述待修复滚刀待补偿前角δ进行修复。
9.如权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第二处理模块,具体用于根据滚刀产背量K、滚刀容屑槽数Z、滚刀设计前角γ、滚刀顶圆直径d、滚刀分度圆直径d0、以及所述试滚齿轮的两侧齿廓平均压力角α',计算滚刀分度圆处实际前角γ′0;根据所述滚刀分度圆处实际前角γ′0、所述滚刀顶圆直径d、所述滚刀分度圆直径d0,计算滚刀实际前角γ';根据所述滚刀设计前角γ、以及所述滚刀实际前角γ′,计算所述待修复滚刀待补偿前角δ。
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