CN110102829B - 一种锥齿轮加工工艺的对比方法 - Google Patents
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Abstract
一种锥齿轮加工工艺的对比方法，属于齿轮加工技术领域，包括铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度检测，铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测，以及对铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的测量数据进行对比，对铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的测量数据进行对比，最终结果可以直观地表示出铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度，以及铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度，为相关领域工作人员加工锥齿轮之前对加工工艺的选择提供了翔实的理论依据。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，具体是一种锥齿轮加工工艺的对比方法。
背景技术
锥齿轮作为一种基础的机械构件，在现代工业生产中被大规模使用，传统的锥齿轮通过铣齿加工工艺进行批量生产，比如，专利号为201711441401.0的发明专利公开了一种螺旋锥齿轮铣齿加工工艺，其步骤为：凹面相切，调整轮坯与刀盘相对安装位置，粗切至齿深余量为u；凸面粗切，调整轮坯与刀盘相对角度，粗切至齿深余量为u；齿根粗切，刀盘进给至齿槽轮廓与刀盘刃口轮廓重合；精切，加工至预设齿深，精切加工完成，；每道工序均对切入角度、切入速度和进给速率进行计算和优化，以满足高效率切齿要求，同时保证最终产品能够获得较为优异的齿面效果。
但是，铣齿加工作为传统加工工艺，始终存在其局限性，比如，加工精度无法提升到更高的水平。市场不断发展，对锥齿轮精度提出了更高的要求。研究发现，可以尝试通过磨齿加工工艺对锥齿轮进行加工，以提高其精度，但是直到目前为止，该加工工艺还只是一个概念，而未能找到理论上的支撑，因此，急需设计一种针对锥齿轮的加工工艺的精度的对比方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种锥齿轮加工工艺的对比方法。在锥齿轮的制作过程中，数个加工环节都会影响成品精度，比如电极精度、模具精度、烧结变形、热处理变形等。其中，电极加工是影响精度的第一个环节，本发明的研究也将由此入手。
一种锥齿轮加工工艺的对比方法，包括铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度检测，以及铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测，其特征在于：
铣齿加工工艺所加工电极的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
（4）判定误差等级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方和值和齿凹面网格平方和值；
磨齿加工工艺所加工电极的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
（4）判定误差等级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方和值和齿凹面网格平方和值；
铣齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
（4）判定误差等级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方差值和齿凹面网格平方差值；
磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
（4）判定误差等级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方差值和齿凹面网格平方差值；
完成上述测量步骤后，对铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的测量数据进行对比，对铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的测量数据进行对比。
进一步的，铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度检测过程，应当随机选取3-5个检测件进行测量。
进一步的，铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测对象，应当为已完成包括成形、烧结、热处理和所有精加工工序的锥齿轮。
本发明的一种锥齿轮加工工艺的对比方法的有益之处在于：
1.具有较强的可实施性，选定测量位置之后，只需测量测量点的齿距误差和累积误差，并完成数据的记录、计算和齿面网格图的绘制，而无需测量表示锥齿轮特性的其他数值；
2.最终结果可以直观地表示出铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度，以及铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度，为相关领域工作人员加工锥齿轮之前对加工工艺的选择提供了翔实的理论依据。
附图说明
图1为铣齿加工工艺所加工电极的精度表；
图2为铣齿加工工艺所加工电极的齿面网格图；
图3为磨齿加工工艺所加工电极的精度表；
图4为磨齿加工工艺所加工电极的齿面网格图；
图5为铣齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度表；
图6为铣齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的齿面网格图；
图7为磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度表；
图8为磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的齿面网格图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合实施例中所需要使用的附图对本发明做进一步介绍，但并不是对本发明保护范围的限制。
一种锥齿轮加工工艺的对比方法，包括铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度检测，以及铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测，其特征在于：
铣齿加工工艺所加工电极的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，此处确定左齿面测量点的坐标为（0.000，20.835，93.791），右齿面测量点的坐标为（0.000，20.835，93.791），
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，应当选取3-5个检测件进行测量，此处任选其中一组数据进行展示，左齿面齿距误差为6.1μm，等级为5级，右齿面齿距误差为5.6μm，等级为5级，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，应当根据上一步骤的测量值，计算3-5个检测件的累积误差，此处仅展示根据上一步骤任选的数据组计算得到的结果，左齿面累积误差为23.1μm，等级为5级，右齿面累积误差为36.2μm，等级为6级，
（4）判定误差等级，经由上述数据可以判断，铣齿加工工艺所加工电极的精度为ISO17485-6级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方和值为423，齿凹面网格平方和值为439；
磨齿加工工艺所加工电极的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，此处确定左齿面测量点的坐标为（0.000，21.894，124.929），右齿面测量点的坐标为（0.000，21.894，124.929），
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，应当选取3-5个检测件进行测量，此处任选其中一组数据进行展示，左齿面齿距误差为1.7μm，等级为2级，右齿面齿距误差为3.4μm，等级为3级，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，应当根据上一步骤的测量值，计算3-5个检测件的累积误差，此处仅展示根据上一步骤任选的数据组计算得到的结果，左齿面累积误差为5.6μm，等级为2级，右齿面累积误差为13.2μm，等级为3级，
（4）判定误差等级，经由上述数据可以判断，磨齿加工工艺所加工电极的精度为ISO17485-3级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方和值为94，齿凹面网格平方和值为71；
铣齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，此处确定左齿面测量点的坐标为（0.000，21.393，99.828），右齿面测量点的坐标为（0.000，21.393，99.828），
（2）分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，任意选取一个检测件进行测量，左齿面齿距误差为16.2μm，等级为8级，右齿面齿距误差为13.5μm，等级为7级，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，上述检测件左齿面累积误差为109.3μm，等级为9级，右齿面累积误差为52.2μm，等级为7级，
（4）判定误差等级，经由上述数据可以判断，铣齿加工工艺加工出的电极所制造的该锥齿轮的精度为ISO17485-9级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方差值为3603，齿凹面网格平方差值为1669；
磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测的步骤为：
（1）随机选定左齿面和右齿面的测量位置，此处确定左齿面测量点的坐标为（0.000，23.048，123.898），右齿面测量点的坐标为（0.000，23.048，123.898），
（2） 分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，任意选取一个检测件进行测量，左齿面齿距误差为9.5μm，等级为6级，右齿面齿距误差为7.5μm，等级为6级，
（3）分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，上述检测件左齿面累积误差为75.3μm，等级为8级，右齿面累积误差为37.8μm，等级为6级，
（4） 判定误差等级，经由上述数据可以判断，磨齿加工工艺加工出的电极所制造的该锥齿轮的精度为ISO17485-8级，
（5）分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方差值为572，齿凹面网格平方差值为765；
完成上述测量步骤后，对铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的测量数据进行对比，对铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的测量数据进行对比，在上述测量中，磨齿加工工艺所加工电极的精度明显高于铣齿加工工艺所加工电极的精度三级，磨齿加工工艺所加工电极的齿面形状基本接近理论齿面，磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度至少高于铣齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度一级，如此，磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮装机平稳性更好，噪音更小。
进一步的，铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测对象，应当为已完成包括成形、烧结、热处理和所有精加工工序的锥齿轮。
本发明中所涉及的精度定义均参考自《ISO17485:2006-06-15 锥齿轮和准双曲面齿轮精度[S]》。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应当涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种锥齿轮加工工艺的对比方法，包括铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度检测，以及铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测，其特征在于：
铣齿加工工艺所加工电极的精度检测的步骤为：
随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
判定误差等级，
分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方和值和齿凹面网格平方和值；
磨齿加工工艺所加工电极的精度检测的步骤为：
随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
判定误差等级，
分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方和值和齿凹面网格平方和值；
铣齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测的步骤为：
随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
判定误差等级，
分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方差值和齿凹面网格平方差值；
磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测的步骤为：
随机选定左齿面和右齿面的测量位置，
分别测量左齿面和右齿面测量点的齿距误差，
分别计算左齿面和右齿面测量点的累积误差，
判定误差等级，
分别记录凸面和凹面的测量数据，绘制齿面网格图，计算齿凸面网格平方差值和齿凹面网格平方差值；
完成上述测量步骤后，对铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的测量数据进行对比，对铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的测量数据进行对比。
2.根据权利要求1所述的一种锥齿轮加工工艺的对比方法，其特征在于，铣齿、磨齿加工工艺所加工电极的精度检测过程，应当随机选取3-5个检测件进行测量。
3.根据权利要求1所述的一种锥齿轮加工工艺的对比方法，其特征在于，铣齿、磨齿加工工艺加工出的电极所制造的锥齿轮的精度检测对象，应当为已完成包括成形、烧结、热处理和所有精加工工序的锥齿轮。
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