CN110385484A - 一种防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法；本发明的方法为通过对冷却油的喷射位置增加三个冷却油管并减小油管口径使得冷却压力变大并根据零件的齿距累积公差找到中间点进行对刀的方法；采用本发明的方法可以有效防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤，效果显著，通过实际验证，极大提高了加工产品的合格率。
Description
技术领域
本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法。
背景技术
现有的螺旋锥齿轮需要进行磨齿加工，其中某大型螺旋锥齿轮一般直径在Φ450mm至Φ500mm之间，由于齿数多，壁厚薄，热处理变形大，导致热处理后齿距累积公差变大，螺旋角误差变大，根锥与安装距端面尺寸根据压力淬火的变化而呈现不同的变化趋势，所以每个零件磨齿加工前齿面状态一致性差，致使弧齿磨加工时间长、状态不稳定，且极易产生批量磨削烧伤，经常出现整批零件报废，严重影响产品加工进度。目前还没有防止磨削烧伤的方法。
发明内容
本发明的目的是：设计一种防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，以解决目前在大型螺旋锥齿轮磨削加工过程中的烧伤的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：
一种防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法为通过对冷却油的喷射位置增加冷却油管并减小油管口径使得冷却压力变大并根据零件的齿距累积公差找到中间点进行对刀的方法。
所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法具体包括以下步骤：
步骤一、在砂轮的外侧中间边缘增加冷却油管，以喷油后冷却油随砂轮体旋转60度到90度布置冷却油管；
步骤二、采用多齿均部对刀方法进行对刀，砂轮开始磨削后处于零件齿槽中心位置。
步骤二对刀方式：根据零件的齿距累积公差找到波峰与波谷的中间点进行对刀。
所述的步骤二中对刀位置分两种情况：
若为单波峰齿距累积公差，对刀位置为波峰与波谷的位置；
若为双波峰齿距累积公差，对刀位置为第一波峰与波谷的中间位置或者第二波峰与波谷的中间位置。
所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法在所述步骤二之前还包括测量零件的齿距累积公差、齿距相邻公差的步骤。
优选地，所述的步骤一中增加冷却油管的个数为3个。冷却油管数量过多会干涉零件。
本发明的有益效果是：采用本发明的方法，可以有效防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤，效果显著，通过实际验证，产品合格率达到100％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对本发明的实例中需要使用的附图作简单的解释。显而易见，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，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的附图。
图1是冷却油管布局示意图；
图2是杯型砂轮磨齿加工及冷却喷油示意图；
图3是单波峰齿距累积公差原理图；
图4是双波峰齿距累积公差原理图；
图中，1、2、3为凹面冷却油管，4、5为凸面冷却油管、6为砂轮、7为加工零件、A为砂轮模拟滚动的展入点、B为砂轮模拟滚动的展出点、C为单波峰齿距累积公差波峰与波谷的中间位置、D、E为分别为双波峰齿距累积公差波峰与波谷的中间位置、M、N为整体喷油管的喷头、g、f为喷头喷出冷却油的分力。
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的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面将详细描述本发明实施例的各个方面的特征。在下面的详细描述中，提出了许多具体的细节，以便对本发明的全面理解。但是，对于本领域的普通技术人员来说，很明显的是，本发明也可以在不需要这些具体细节的情况下就可以实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例对本发明更好的理解。本发明不限于下面所提供的任何具体设置和方法，而是覆盖了不脱离本发明精神的前提下所覆盖的所有的产品结构、方法的任何改进、替换等。
在各个附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以避免对本发明造成不必要的模糊。
本发明的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，包括对机床冷却液的选择，冷却油的喷射位置，增加高压冷却油管(把冷却油管的口径变小，冷却压力变大得到充分冷却)，砂轮牌号和力度的选择，对刀方法，参数进给，热处理前后齿面均匀性控制，调整卡参数的固化。
本发明的具体包括以下步骤：
在砂轮的外侧中间边缘增加冷却油管，以喷油后冷却油随砂轮体旋转60度到90度布置冷却油管；
冷却油管摆放方法及注意事项：冷却油在喷出后会由于杯型砂轮的弧度产生变向分流。分流会导致冷却不充分，在磨削加工后会产生齿面局部高温，导致磨削烧伤，以本次加工所使用的机床G80弧齿磨齿机为例：因此弧齿磨齿机对冷却油管(如图2所示)M、N喷口喷出的冷却油会受到向下的重力影响，当冷却油喷到杯型砂轮体时会受到砂轮切向分力和重力的双重影响，如图中g、f分力，所以在调整砂轮喷头时应注意喷头朝向与两分力方向要成一定角度，在调节首件过程中，应根据模拟滚动和模拟喷油，多次尝试喷头角度，以喷油后冷却油随砂轮体旋转60度到90度为最佳状态。
喷头位置影响：喷头位置的布局往往是影响零件烧伤的最关键因素，根据多年加工经验，发现零件凹面的烧伤概率远远大于零件凸面的烧伤概率，并且凹面大端和齿底是整个凹面最易烧伤的部分，考虑到以上因素的影响，对此类大型螺旋锥齿轮的冷却油管布局如图2所示：
如图2所示，A、B点为砂轮模拟滚动的展入与展出点，1、2、3为凹面冷却油管，4、5为凸面冷却油管，由于砂轮外侧会产生切向分力，导致冷却液附着在砂轮表面的时间较短，所以在具体例中采用三根冷却油管，保证冷却油的充分供给。冷却油管在布局时要注意喷油方向依次为展入点、滚动中心、展出点。
对刀方法及注意事项：对刀是将修整后的砂轮穿入齿槽的过程，对刀的原则是保证砂轮开始磨削后处于零件齿槽中心位置，考虑到零件经过热处理变形后，齿距累计公差、齿距相邻公差、螺旋角变化等因素，在对刀过程中通常采用多齿均部对刀的方法，以此避免零件变形对对刀的影响。对刀的好坏直接决定了锥齿轮凹凸面磨削后渗碳层的均匀程度，对齿轮后续冶金质量检查及使用寿命都有着重大的影响。
针对此类大型螺旋锥齿轮热处理变形大的特点，在磨齿加工前会对每件零件齿距累积公差、齿距相邻公差、形貌图等参数进行测量。根据零件的齿距累积公差进行对刀。
对以同一批零件中，零件的齿距累积公差根据零件的变形情况会出现以下两类状态，如图3、4所示：
针对图3单波峰齿距累积公差的零件，采用C点处对应齿槽对刀，保证砂轮处于整个零件齿槽中心位置，确保磨削是零件凹凸面均匀下量。
针对图4双波峰齿距累积公差的零件，采用D、E点处对应齿槽对刀，此类情况较为特殊，由于零件经过热处理后变形，部分齿有翘曲发生，为尽量减小变形对对刀的影响，会根据齿距累积公差的整体走向，寻找处于高低点余量均与的位置进行对刀，如图中D、E点所对应的齿槽位置面。
进给参数：线速度：25M/S，粗磨进给：0.1MM/次，半精磨进给：0.05MM/次，精磨进给：0.03MM/次，无火花磨：0MM/次，滚轮与砂轮速比：-0.625，粗砂轮进给量：0.1MM/次，经砂轮进给量：0.05MM/次，冷却油压力：150-250PIS。
通过运用某大型螺旋锥齿轮磨削烧伤控制方法后效果显著，通过对冷却油的喷射位置，增加高压冷却油管(把冷却油管的口径变小，冷却压力变大得到充分冷却)，新对刀方法，目前暂无磨削烧伤。通过实际验证，目前该零件此项目合格率达到100％。
最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可以轻易想到各种等效的修改或者替换，这些修改或者替换都应该涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法为通过对冷却油的喷射位置增加冷却油管并减小油管口径使得冷却压力变大并根据零件的齿距累积公差找到中间点进行对刀的方法。
2.根据权利要求1所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法具体包括以下步骤：
步骤一、在砂轮的外侧中间边缘增加冷却油管；
步骤二、采用多齿均部对刀方法进行对刀，砂轮开始磨削后处于零件齿槽中心位置。
3.根据权利要求2所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：步骤一中所述的冷却油管布置具体方式为：以喷油后冷却油随砂轮体旋转60度到90度布置冷却油管。
4.根据权利要求2所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：步骤二中对刀具体方式为：根据零件的齿距累积公差找到波峰与波谷的中间点进行对刀。
5.根据权利要求4所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：步骤二中所述的对刀位置如下：
若为单波峰齿距累积公差，对刀位置为波峰与波谷的位置。
6.根据权利要求4所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：步骤二中所述的对刀位置如下：
若为双波峰齿距累积公差，对刀位置为第一波峰与波谷的位置或者第二波峰与波谷的位置。
7.根据权利要求2所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法在所述步骤二之前还包括测量零件的齿距累积公差、齿距相邻公差的步骤。
8.根据权利要求1至3任一项所述的防止大型航空螺旋锥齿轮磨削烧伤的方法，其特征在于：步骤一中所述冷却油管的个数为3个。
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