CN109570638A - 中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法 - Google Patents

中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，沿第一螺旋齿轮的周面划第一螺旋齿轮的第一截面线,并在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划第二截面线，第一截面线与第一齿槽槽口相交得到第一交点和第二交点；用高度尺在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线相交得到第三交点；用高度尺在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线相交得到第四交点；用高度尺在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划中心线，使第三交点和第四交点以中心线对称；以第三交点、第四交点以及中心线作为滚齿加工的基准，在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置通过滚齿加工得到第二螺旋齿轮。本发明具有过程简单以及加工周期短的优点。

Description

中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法
技术领域
本发明涉及中间轴上对齿加工技术领域，特别涉及一种中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法。
背景技术
现有的变速器总成中的中间轴上具有第一齿轮和第二齿轮的对齿第一齿轮和第二齿轮是通过滚齿加工成型的，现有中间轴上的对齿是直齿结构，这种为直齿的对齿的加工工艺已非常成熟。然而，为了传动的需要，需要设计一种使中间轴上第一齿轮和第二齿轮上的轮齿均为螺旋齿，第一齿轮的螺旋角β1为左旋，第二齿轮的螺旋角β2为左旋。
对于中间轴是两个螺旋齿轮的要求是：第一齿轮和第二齿轮上的齿槽位置相互对应，这对于采用滚齿加工工艺得到的对齿而言，两使第一齿轮和第二齿轮上齿槽相互对应是非常困难的，并且目前没有现成的加工工艺可以援用，因此，需要采用一种新方法来完成对位，以达到设计的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，本发明具有过程简单以及加工周期短的优点。
实现上述目的的技术方案如下：
中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，包括以下步骤：
步骤1，在中间轴上通过滚齿加工得到第一螺旋齿轮；
步骤2，在第一螺旋齿轮上任意选择一个第一齿槽，并对第一齿槽设置标记；
步骤3，沿第一螺旋齿轮的周面划第一螺旋齿轮的第一截面线,并在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划第二截面线，第一截面线与第一齿槽槽口相交得到第一交点和第二交点；
步骤4，采用分度头装夹固定中间轴后，选择中间轴周面以外的一个面作为基准面，用高度尺测出中间轴与基准面的距离为：H，并根据第一交点和第二交点得到第一齿槽槽口的弦长为：B；
步骤5，调整高度尺的尺寸为：用分度头转动中间轴，通过分度头转动中间轴，使第一交点的位置与重合，用高度尺在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线相交得到第三交点，第三交点相对基准面的高度与第一交点相对基准面的高度相等；
步骤6，调整高度尺的尺寸为：用高度尺在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线相交得到第四交点，第四交点相对基准面的高度与第二交点相对基准面的高度相等；
步骤7，调整高度尺的尺寸为：H，用高度尺在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置划中心线，使第三交点和第四交点以中心线对称；
步骤8，以第三交点、第四交点以及中心线作为滚齿加工的基准，在中间轴上待加工第二螺旋齿轮的位置通过滚齿加工得到第二螺旋齿轮。
采用本发明的中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，在普通滚齿机上就可完成中间轴上两螺旋齿齿槽有对位要求的加工，这是一种全新的工艺加工方法，试制过程中使用的工装比较简单，投入少，加工周期短，加工效果好，满足了公司急需产出的试制计划要求。
本发明中间轴滚齿的对齿加工方法，拓展了普通滚齿机的加工能力，使用简单的工装，依靠人工调整控制，加工周期短费用低，在公司和行业都具有较高的推广实用价值。
附图说明
图1为具有螺旋齿对齿的中间轴的示意图；
图2为在中间轴上以第一螺旋齿轮为基准确定待加工第二螺旋齿轮的齿槽的示意图；
图3为本发明中第一夹具与中间轴的装配图；
图4为沿图1中S-S截面线的示意图。
说明书附图中的标记：
A为中间轴，1为第一螺旋齿轮，10为第一齿槽，11为第一检测标记，O为标记，P-P为第一截面线，E1为第一交点，E1′为第二交点，2为第二螺旋齿轮，第二齿槽20，第二检测标记21；S-S为第二截面线，E2为第三交点，E2′为第四交点；
C为基准面；
3为底座，4为定位套，40为凸缘，41为延伸部，5为插销座，6为插销，7为紧固件，8为螺钉，9为顶尖。
具体实施方式
制备具有对齿的中间轴A的工艺流程为：锻坯→粗车→正火→精车→滚出第一螺旋齿轮1→滚出第二螺旋齿轮2→倒角→热处理→磨外圆端面→磨第一螺旋齿轮1→磨第一螺旋齿轮1→成品入库。在滚出第一螺旋齿轮1后以及滚出第二螺旋齿轮2之前，需要采用下列方法使第二螺旋齿轮2的齿槽与第一螺旋齿轮1上的齿槽对应，即以第一螺旋齿轮1上的齿槽为基准，确定待加工的第二螺旋齿轮2的齿槽：
如图1至图3所示，本发明的中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，包括以下步骤：
步骤1，在中间轴A上通过滚齿加工得到第一螺旋齿轮1；滚第一螺旋齿轮1要求公法线留磨余量0.2mm。
步骤2，在第一螺旋齿轮1上任意选择一个第一齿槽10，并对第一齿槽10设置标记O，标记O位于中间轴A上且位于第一齿槽10的一侧。
步骤3，沿第一螺旋齿轮1的周面划第一螺旋齿轮1的第一截面线P-P,并在中间轴A上待加工第二螺旋齿轮的位置划第二截面线S-S，第一截面线P-P与第一齿槽10槽口相交得到第一交点E1和第二交点E1′。
步骤4，采用分度头装夹固定中间轴A后，选择中间轴A周面以外的一个面作为基准面C，用高度尺测出中间轴A与基准面C的距离为：H，并根据第一交点E1和第二交点E1′测量出第一齿槽10槽口的弦长为：B，第一齿槽10槽口的弦长B优先采用游标卡尺进行测量。
步骤5，调整高度尺的尺寸为：用分度头转动中间轴A，通过分度头转动中间轴A，使第一交点E1的位置与重合，用高度尺在中间轴A上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线S-S相交得到第三交点E2，第三交点E2相对基准面C的高度与第一交点E1相对基准面C的高度相等。
步骤6，调整高度尺的尺寸为：用高度尺在中间轴A上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线S-S相交得到第四交点E2′，第四交点E2′相对基准面C的高度与第二交点E1′相对基准面C的高度相等。
步骤7，调整高度尺的尺寸为：H，用高度尺在中间轴A上待加工第二螺旋齿轮的位置划中心线，使第三交点E2和第四交点E2′以中心线对称。
步骤8，以第三交点E2、第四交点E2′以及中心线作为滚齿加工的基准，在中间轴A上待加工第二螺旋齿轮的位置通过滚齿加工得到第二螺旋齿轮2。
还包括第一夹具，所述步骤8中通过第一夹具与中间轴A的一端与第一螺旋齿轮1配合，使中间轴A获得周向定位。所述第一夹具包括底座3、定位套4、插销座5、插销6、紧固件7，定位套4的一端与底座3固定连接，插销座5的一端与定位套4固定连接，插销座5的另一端设有安装孔，插销6穿过安装孔后配合在第一齿槽10中，插销6优先采用球头插销，插销6上的球头部卡入到第一齿槽10中。所述中间轴A的一端间隙配合在定位套4中，所述定位套4的周面上设有装配孔，紧固件7的一端穿过装配孔所中间轴A的一端配合。所述定位套4周面上的装配孔为螺纹孔，紧固件7优先采用螺钉，螺钉与螺纹孔螺纹连接，紧固件7与中间轴A的一端抵顶。通过紧固件7和插销6的作用，对中间轴A形成夹持作用。
所述底座3上设有孔，所述定位套4的一端设有轴向的延伸部41，延伸部41配合在底座3上的孔中。通过延伸部41与底座3上的孔配合，使得底座3对定位套4形成更加可靠的支撑作用。
所述定位套4的周面上设有径向的凸缘40，凸缘40通过螺钉8与底座3固定连接，所述插销座5固定在凸缘40上。
通过第一夹具以及滚齿机上的顶尖9装夹好中间轴A后，先在中间轴A上试切第二螺旋齿轮2，具体为：按第二螺旋齿轮2参数调整好滚齿机，按要求安装好滚刀，先目测滚刀对中，滚刀中心高度与第二截面线S-S等高。然后开动机床，并径向移动滚刀，在中间轴A外圆上切出很浅的刀痕，目测刀痕与图2所示的第三交点E2和第四交点E2′是否对称，用轴向窜刀法调整滚刀使刀痕对称。
然后滚切第二螺旋齿轮2，公法线留余量，用齿轮综合测量仪M&M3525测量位置度，根据测量位置度值用轴向窜刀法调整滚刀，使第二螺旋齿轮2相对于第一螺旋齿轮1位置度误差小于0.02mm，将第二螺旋齿轮2加工到滚齿工序要求的公法线数据(第二螺旋齿轮2要求公法线留磨余量0.25mm)，再用齿轮综合测量仪M&M3525测量位置度，将位置度值标于中间轴上作为标准样件，对齿的滚齿加工完成。
中间轴A滚齿工序完成后，经过热处理后在S375G磨齿机上进行磨齿。磨齿结束后，检测第一螺旋齿轮1和第二螺旋齿轮2上的齿槽的位置，符合相应要求。如图1和图4所示，在采用上述方法制得的中间轴A上，在第一齿槽10内设置第一检测标记11，在位置与第一齿槽10对应第二齿槽20内设置第二检测标记21，采用齿轮综合测量仪M&M3525结合红宝石测头测量第一检测标记11和第二检测标记21的位置度，检测结果为：第一检测标记11和第二检测标记21对应。采用上述方法，在其他两个对应齿槽中设置检测标记，并对检测标记一一进行检测，检测结果表明两个齿槽中的标记均在同一位置。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明的设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在中间轴(A)上通过滚齿加工得到第一螺旋齿轮(1)；
步骤2，在第一螺旋齿轮(1)上任意选择一个第一齿槽(10)，并对第一齿槽(10)设置标记(O)；
步骤3，沿第一螺旋齿轮(1)的周面划第一螺旋齿轮(1)的第一截面线(P-P),并在中间轴(A)上待加工第二螺旋齿轮的位置划第二截面线(S-S)，第一截面线(P-P)与第一齿槽(10)槽口相交得到第一交点(E1)和第二交点(E1′)；
步骤4，采用分度头装夹固定中间轴(A)后，选择中间轴(A)周面以外的一个面作为基准面(C)，用高度尺测出中间轴(A)与基准面(C)的距离为：H，并根据第一交点(E1)和第二交点(E1′)得到第一齿槽(10)槽口的弦长为：B；
步骤5，调整高度尺的尺寸为：用分度头转动中间轴(A)，通过分度头转动中间轴(A)，使第一交点(E1)的位置与重合，用高度尺在中间轴(A)上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线(S-S)相交得到第三交点(E2)，第三交点(E2)相对基准面(C)的高度与第一交点(E1)相对基准面(C)的高度相等；
步骤6，调整高度尺的尺寸为：用高度尺在中间轴(A)上待加工第二螺旋齿轮的位置划线，与第二截面线(S-S)相交得到第四交点(E2′)，第四交点(E2′)相对基准面(C)的高度与第二交点(E1′)相对基准面(C)的高度相等；
步骤7，调整高度尺的尺寸为：H，用高度尺在中间轴(A)上待加工第二螺旋齿轮的位置划中心线，使第三交点(E2)和第四交点(E2′)以中心线对称；
步骤8，以第三交点(E2)、第四交点(E2′)以及中心线作为滚齿加工的基准，在中间轴(A)上待加工第二螺旋齿轮的位置通过滚齿加工得到第二螺旋齿轮(2)。
2.根据权利要求1所述的中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，其特征在于，还包括第一夹具，所述步骤8中通过第一夹具与中间轴(A)的一端与第一螺旋齿轮(1)配合，使中间轴(A)获得周向定位。
3.根据权利要求2所述的中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，其特征在于，所述第一夹具包括底座(3)、定位套(4)、插销座(5)、插销(6)、紧固件(7)，定位套(4)的一端与底座(3)固定连接，插销座(5)的一端与定位套(4)固定连接，插销座(5)的另一端设有安装孔，插销(6)穿过安装孔后配合在第一齿槽(10)中，所述中间轴(A)的一端间隙配合在定位套(4)中，所述定位套(4)的周面上设有装配孔，紧固件(7)的一端穿过装配孔所中间轴(A)的一端配合。
4.根据权利要求3所述的中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，其特征在于，所述定位套(4)的周面上设有径向的凸缘(40)，凸缘(40)通过螺钉与底座(3)固定连接，所述插销座(5)固定在凸缘(40)上。
5.根据权利要求3所述的中间轴螺旋齿对齿的滚齿加工方法，其特征在于，所述底座(3)上设有孔，所述定位套(4)的一端设有轴向的延伸部(41)，延伸部(41)配合在底座(3)上的孔中。
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