CN109352091A - 一种高速等力插齿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的高速等力插齿方法，包括S1：工件装夹；S2：刀具装夹；S3：调整机床冲程：根据工件的位置，调整刀具上出头和下出头的位置；S4：工件试切；S5：调整插齿参数：将加工过程分为至少两个主循环，每个主循环分为至少三次副循环，加工最后一个主循环时应减小径向进给或圆周进给，根据刀具、机床加工范围选择冲程速度，根据零件的模数、齿宽选择相应的径向进给参数，根据机床的运行情况以及工件的加工情况调整径向进给参数，根据工件旋转一周径向进给量决定圆周进给速度；S6：加工。本发明具有效率高、成本低、可提高加工质量、能减少热应力变形的优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及齿轮加工领域，尤其涉及一种高速等力插齿方法。
背景技术
精益生产单元的建立，打破了传统机群式的大批量加工模式，实现量少、品种多的市场需求。精益生产单元缩短了物流距离，加快了零件的物流速度，减少了现场的在制品库存。为使精益生产单元向单件流靠近，生产单元插齿工序成为我们的瓶颈工序。
传统的直齿插齿加工中，每一冲程的切削量接近于直齿的全齿高，所以切削过程中的展成运动的速度比较慢。在这种加工方式下，通过加快展成运动来提高加工效率，将导致刀具的磨损加剧，加工成本反而增加明显。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种效率高、成本低、可提高加工质量、能减少热应力变形的高速等力插齿方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种高速等力插齿方法，包括以下步骤：
S1：工件装夹：将工件端面支靠夹具端面，零件内孔通过夹具弹性套进行定位、固定，通过夹具保证零件对机床中心的位置要求，保证跳动不大于0.005；
S2：刀具装夹：将专用刀具装上插齿机的刀轴上；
S3：调整机床冲程：根据工件的位置，调整刀具上出头和下出头的位置；
S4：工件试切：试切工件，根据试切结果，计算出刀具完成切削的总的工进量；
S5：调整插齿参数：将加工过程分为至少两个主循环，每个主循环分为至少三次副循环，加工最后一个主循环时应减小径向进给或圆周进给，根据刀具、机床加工范围选择冲程速度，根据零件的模数、齿宽选择相应的径向进给参数，根据机床的运行情况以及工件的加工情况调整径向进给参数，根据工件旋转一周径向进给量决定圆周进给速度；
S6：加工：启动机床，加工工件。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤S5中，选择冲程速度时，其不超过加工范围的70％-80％，径向进给参数在0.003mm/str-0.008mm/str之间，径向进给量为1.5mm/str-2.5mm/str之间。
在步骤S5中将加工过程分为三个主循环，每个主循环分为至少二次副循环。
第一个主循环中分为三次副循环，三次副循环的冲程次数均为1500str/min，三次副循环的冲程长度均为20mm，三次副循环的切削速度均为60m/min，三次副循环的工进量分别为3.5mm、2mm和0mm，三次副循环的圆周进给量均为2.4mm/str，三次副循环的径向进给量分别为0.006mm/str、0.004mm/str和0.004mm/str，三次副循环的圆周进给时间分别为0min、0min和0.094min，三次副循环的径向进给时间分别为0.389min、0.389min和0min，三次副循环的切削时间均为0.82min。
第二个主循环分为三次副循环，三次副循环的冲程次数均为1500str/min，三次副循环的冲程长度均为20mm，三次副循环的切削速度均为60m/min，三次副循环的工进量分别为1mm、1mm和0mm，三次副循环的圆周进给量均为1.6mm/str，三次副循环的径向进给量分别为0.004mm/str、0.003mm/str和0.003mm/str，三次副循环的圆周进给时间分别为0min、0min和0.141min，三次副循环的径向进给时间分别为0.333min、0.222min和0min，三次副循环的切削时间均为0.696min。
第三个主循环分为二次副循环，二次副循环的冲程次数均为1500str/min，二次副循环的冲程长度均为20mm，二次副循环的切削速度均为60m/min，二次副循环的工进量分别为0.5mm和0mm，二次副循环的圆周进给量均为0.9mm/str，二次副循环的径向进给量均为0.003mm/str，二次副循环的圆周进给时间分别为0min和0.25min，二次副循环的径向进给时间分别为0.111min和0min，二次副循环的切削时间均为0.361min。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的高速等力插齿方法，其每冲程切削量少而均匀，所以刀具承受较小的冲击力，使刀具使用寿命延长且数控插齿机断续切削力波动随之减小，降低切削振动，提高工件表面加工质量；
2、本发明的高速等力插齿方法，其通过提高圆周进给速度大大的缩短加工周期，降低加工成本；
3、本发明的高速等力插齿方法，其减少了作用在工件上的切削力，减少了传递到工件上的切削热，工件残余热量降低，相应减少了热应力变形，从而提高了薄壁工件加工精度，也为后期热处理变形减小提供了保障。
附图说明
图1是本发明高速等力插齿方法的流程图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明高速等力插齿方法的一种实施例，包括以下步骤：
S1：工件装夹：将工件端面支靠夹具端面，零件内孔通过夹具弹性套进行定位、固定，通过夹具保证零件对机床中心的位置要求，保证跳动不大于0.005；
S2：刀具装夹：将专用刀具装上插齿机的刀轴上；
S3：调整机床冲程：根据工件的位置，调整刀具上出头和下出头的位置；
S4：工件试切：试切工件，根据试切结果，计算出刀具完成切削的总的工进量；
S5：调整插齿参数：将加工过程分为至少两个主循环，每个主循环分为至少三次副循环，加工最后一个主循环时应减小径向进给或圆周进给，根据刀具、机床加工范围选择冲程速度，根据零件的模数、齿宽选择相应的径向进给参数，根据机床的运行情况以及工件的加工情况调整径向进给参数，根据工件旋转一周径向进给量决定圆周进给速度；
S6：加工：启动机床，加工工件。
采用该方法，其径向进给以恒定不变的低速进行，同时，刀具轴和工件轴以较高速进行展成切削，径向进给运动达到一定进给量时，刀具轴和工件轴再进行一圈的旋转展成运动。高速等力插齿切削方法中，每冲程切削量少而均匀，所以刀具承受较小的冲击力，使刀具使用寿命延长且数控插齿机断续切削力波动随之减小，降低切削振动，提高工件表面加工质量；高速等力插齿切削方法通过提高圆周进给速度大大的缩短加工周期，降低加工成本；高速等力插齿方法减少了作用在工件上的切削力，减少了传递到工件上的切削热，工件残余热量降低，相应减少了热应力变形，从而提高了薄壁工件加工精度，也为后期热处理变形减小提供了保障。
本实施例中，在步骤S5中，选择冲程速度时，其不超过加工范围的70％-80％，其能够保证机床、刀具使用寿命；径向进给参数在0.003mm/str-0.008mm/str之间，最后会根据机床的运行情况以及零件的加工情况适当调整径向进给参数；根据零件旋转一周径向进给量决定圆周进给速度，向进给量为1.5mm/str-2.5mm/str之间。
本实施例中，在步骤S5中将加工过程分为三个主循环，每个主循环分为至少二次副循环。加工最后一个主循环时，适当减小径向进给参数或圆周进给，保证齿面的加工质量。
本实施例中，第一个主循环中分为三次副循环，三次副循环的冲程次数均为1500str/min，三次副循环的冲程长度均为20mm，三次副循环的切削速度均为60m/min，三次副循环的工进量分别为3.5mm、2mm和0mm，三次副循环的圆周进给量均为2.4mm/str，三次副循环的径向进给量分别为0.006mm/str、0.004mm/str和0.004mm/str，三次副循环的圆周进给时间分别为0min、0min和0.094min，三次副循环的径向进给时间分别为0.389min、0.389min和0min，三次副循环的切削时间均为0.82min。
本实施例中，第二个主循环分为三次副循环，三次副循环的冲程次数均为1500str/min，三次副循环的冲程长度均为20mm，三次副循环的切削速度均为60m/min，三次副循环的工进量分别为1mm、1mm和0mm，三次副循环的圆周进给量均为1.6mm/str，三次副循环的径向进给量分别为0.004mm/str、0.003mm/str和0.003mm/str，三次副循环的圆周进给时间分别为0min、0min和0.141min，三次副循环的径向进给时间分别为0.333min、0.222min和0min，三次副循环的切削时间均为0.696min。
本实施例中，第三个主循环分为二次副循环，二次副循环的冲程次数均为1500str/min，二次副循环的冲程长度均为20mm，二次副循环的切削速度均为60m/min，二次副循环的工进量分别为0.5mm和0mm，二次副循环的圆周进给量均为0.9mm/str，二次副循环的径向进给量均为0.003mm/str，二次副循环的圆周进给时间分别为0min和0.25min，二次副循环的径向进给时间分别为0.111min和0min，二次副循环的切削时间均为0.361min。
具体的插齿参数如下表所示
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种高速等力插齿方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：工件装夹：将工件端面支靠夹具端面，零件内孔通过夹具弹性套进行定位、固定，通过夹具保证零件对机床中心的位置要求，保证跳动不大于0.005；
S2：刀具装夹：将专用刀具装上插齿机的刀轴上；
S3：调整机床冲程：根据工件的位置，调整刀具上出头和下出头的位置；
S4：工件试切：试切工件，根据试切结果，计算出刀具完成切削的总的工进量；
S5：调整插齿参数：将加工过程分为至少两个主循环，每个主循环分为至少三次副循环，加工最后一个主循环时应减小径向进给或圆周进给，根据刀具、机床加工范围选择冲程速度，根据零件的模数、齿宽选择相应的径向进给参数，根据机床的运行情况以及工件的加工情况调整径向进给参数，根据工件旋转一周径向进给量决定圆周进给速度；
S6：加工：启动机床，加工工件。
2.根据权利要求1所述的高速等力插齿方法，其特征在于：在步骤S5中，选择冲程速度时，其不超过加工范围的70％-80％，径向进给参数在0.003mm/str-0.008mm/str之间，径向进给量为1.5mm/str-2.5mm/str之间。
3.根据权利要求2所述的高速等力插齿方法，其特征在于：在步骤S5中将加工过程分为三个主循环，每个主循环分为至少二次副循环。
4.根据权利要求3所述的高速等力插齿方法，其特征在于：第一个主循环中分为三次副循环，三次副循环的冲程次数均为1500str/min，三次副循环的冲程长度均为20mm，三次副循环的切削速度均为60m/min，三次副循环的工进量分别为3.5mm、2mm和0mm，三次副循环的圆周进给量均为2.4mm/str，三次副循环的径向进给量分别为0.006mm/str、0.004mm/str和0.004mm/str，三次副循环的圆周进给时间分别为0min、0min和0.094min，三次副循环的径向进给时间分别为0.389min、0.389min和0min，三次副循环的切削时间均为0.82min。
5.根据权利要求4所述的高速等力插齿方法，其特征在于：第二个主循环分为三次副循环，三次副循环的冲程次数均为1500str/min，三次副循环的冲程长度均为20mm，三次副循环的切削速度均为60m/min，三次副循环的工进量分别为1mm、1mm和0mm，三次副循环的圆周进给量均为1.6mm/str，三次副循环的径向进给量分别为0.004mm/str、0.003mm/str和0.003mm/str，三次副循环的圆周进给时间分别为0min、0min和0.141min，三次副循环的径向进给时间分别为0.333min、0.222min和0min，三次副循环的切削时间均为0.696min。
6.根据权利要求5所述的高速等力插齿方法，其特征在于：第三个主循环分为二次副循环，二次副循环的冲程次数均为1500str/min，二次副循环的冲程长度均为20mm，二次副循环的切削速度均为60m/min，二次副循环的工进量分别为0.5mm和0mm，二次副循环的圆周进给量均为0.9mm/str，二次副循环的径向进给量均为0.003mm/str，二次副循环的圆周进给时间分别为0min和0.25min，二次副循环的径向进给时间分别为0.111min和0min，二次副循环的切削时间均为0.361min。
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