CN110856879A - 双联齿精确对齿加工系统及方法 - Google Patents

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周超
陆琮瑜
朱海明
陈晓彤
杨立
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    • B23F5/12—Making straight gear teeth involving moving a tool relatively to a workpiece with a rolling-off or an enveloping motion with respect to the gear teeth to be made by planing or slotting
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    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
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    • B23F23/02—Loading, unloading or chucking arrangements for workpieces
    • B23F23/06—Chucking arrangements

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Abstract

一种双联齿精确对齿加工系统及方法，该系统包括：平行设置的上、下料道、位于上料道末端的插滚夹具和大齿轮插滚刀以及分别设置于插滚夹具上的行星轮双联齿和设置于大齿轮插滚刀上的小齿轮插滚刀，其中：大齿轮插滚刀上的小齿轮插滚刀设置于同一刀排上，插滚夹具带动工件加工双联齿两齿轮以逐步进给方式先由小齿轮插滚刀加工小齿轮，再由大齿轮插滚刀加工大齿轮。本发明能够消除双联齿对齿角度二次装夹误差、对刀误差及测量误差，规避上述的缺陷能够大大提高双联齿加工制造对齿角度的精度和齿轮精度。

Description

双联齿精确对齿加工系统及方法
技术领域
本发明涉及的是一种汽车齿轮加工方法的技术，具体是一种利用插滚加工方法加工行星轮双联齿精确对齿系统及方法。
背景技术
行星轮双联齿是汽车变速器中应用比较特殊的零件，其大小两齿轮齿牙要求对齐，如图2所示，要求在规定的横截面内，两齿轮齿牙在圆周方向上，对齿角度4牙平均误差0±0.099°。目前现有的加工方式包括小齿轮插齿+大齿轮滚齿，即先插齿加工小齿轮，然后再电子扫描寻找小齿轮齿牙基准，滚齿加工大齿轮，这种方式小齿轮的齿向方向上有尖刺，小齿轮的左齿面和右齿面的齿顶倒角不平均，下工序珩齿后引起齿形形状偏差ffa超差，大齿轮的齿面不能100％的滚到，不能满足对齿角度精度要求。另外也有工艺通过大小齿轮分别滚齿后再焊接实现，而这种方式的大小齿轮对齿角度误差较大，齿轮精度较差。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种双联齿精确对齿加工系统及方法，能够消除双联齿对齿角度二次装夹误差、对刀误差及测量误差，规避上述的缺陷能够大大提高双联齿加工制造对齿角度的精度和齿轮精度。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种双联齿精确对齿加工系统，包括：平行设置的上、下料道、位于上料道末端的插滚夹具和大齿轮插滚刀以及分别设置于插滚夹具上的行星轮双联齿和设置于大齿轮插滚刀上的小齿轮插滚刀，其中：大齿轮插滚刀上的小齿轮插滚刀设置于同一刀排上，插滚夹具带动工件加工双联齿两齿轮以逐步进给方式先由小齿轮插滚刀加工小齿轮，再由大齿轮插滚刀加工大齿轮。
所述的插滚夹具一次装夹行星轮双联齿，小齿轮和大齿轮的齿轮加工共用同一个夹具上，不用更换夹具，消除二次装夹形成误差。
所述的行星轮双联齿中的大小两个齿轮齿数和导程相同，两个齿轮的齿牙有严格的对齿要求，在规定的横截面内，两齿轮齿牙在圆周方向上，对齿角度4牙平均误差0±0.099°。
所述的大齿轮插滚刀加工前无需检测小齿轮齿牙进行对齿，消除检测误差。
所述的小齿轮插滚刀加工后小齿轮的齿向方向上无尖刺，小齿轮的左齿面和右齿面的齿顶倒角平均。
所述的插滚工艺加工方式为工件和刀具连续式旋分加工，其加工原理是将滚齿和插齿运动相结合。
技术效果
本发明插滚加工与现有的插齿加工相比：刀具安装不同，插滚刀具与工件轴有安装角，插齿刀与工件轴是平行的。插齿加工是每牙直接插到底而插滚加工是逐步进给完成；插滚加工工件轴和刀具转速比插齿加工快且插滚加工效率可以比插齿加工快四倍左右。与现有技术相比，本发明采用一次装夹，加工小齿轮和大齿方法，不用测量齿牙，不用两次装夹，不用二次对刀，插滚加工专机一次装夹，在两个工位分别加工两个齿轮，两把插滚刀安装在一把刀排上，这样两把插滚刀与工件主轴位置相对是固定的，保证对齿角度合格率接近100％，连续加工角度变动量稳定，成品缺陷无，降低报废。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为双联齿行星轮对齿要求示意图；
图中：A为双联齿剖视图；B为4牙平均角度误差示意图；
图3为工件与插滚刀具的安装布局示意图；
图中：β1为工件的螺旋角，β2为刀具的螺旋角，γ为刀具与工件轴的安装角；
图4为插滚小齿轮示意图和实际插滚图；
图中：A为示意图，B为实际加工图；
图5为插滚大齿轮示意图和实际插滚图；
图中：A为示意图，B为实际加工图；
图6为插滚行星轮双联齿成品图；
图7为实施例成品齿轮精度测量报告：
图中：A为小齿轮齿形和齿向精度报告，B小齿轮累积和径跳精度报告；C为大齿轮齿形和齿向精度报告，D大齿轮累积和径跳精度报告；
图中：1上料道、2行星轮双联齿、3插滚夹具、4小齿轮插滚刀、5大齿轮插滚刀、6下料道、7机械手。
具体实施方式
如图1所示，为本实施例涉及的双联齿精确对齿加工系统，包括：平行设置的上、下料道2、6、位于上料道2末端的插滚夹具3和大齿轮插滚刀5以及分别设置于插滚夹具3上的行星轮双联齿2和设置于大齿轮插滚刀5上的小齿轮插滚刀4，其中：大齿轮插滚刀5上的小齿轮插滚刀4设置于同一刀排上。
本实施例通过以下方式进行加工：刀排主轴固定旋转，插滚夹具3带动工件按程序进给，插滚夹具3与工件轴之间设置有如图3所示的安装角，先由小齿轮插滚刀4加工小齿轮，再由大齿轮插滚刀5加工大齿轮，插滚加工均为逐步进给完成。
所述的小齿轮插滚刀4加工小齿轮逐步进给10次。
所述的大齿轮插滚刀5加工大齿轮逐步进给11次。
所述的安装角具体是指：插滚刀具与工件轴有安装角如图3所示γ角。
如图7A～图7D所示，测量本实施例插滚后所得到的小齿轮和大齿轮的齿形齿向精度实验数据具体为：
表1插滚加工后，小齿轮和大齿轮的齿形齿向精度实测数值
Figure BDA0001773284200000031
本实施例基于上述插滚新工艺，热前齿轮加工可以在一次状夹中，同时完成对大小2齿轮的插滚加工，保证了双联齿对齿角度能控制在很小的范围内，如表2连续加工5件的对齿角度值，热前对齿角度合格率接近100％，很好解决热前加工对齿角度误差大，严重影响热后齿轮加工问题。
表2插滚加工，连续加工5件的对齿角度值
Figure BDA0001773284200000032
经试验结果，为了保证热后精加工齿轮精度和砂轮不碎裂，双联齿热前对齿角度4牙平均误差控制在0.01°±0.06°内，下面以现有技术与本实施例比较(见表3)，攻关前后零件对齿角度技术数据，采用插滚新工艺加工后，对齿角度合格率接近100％，连续加工角度变动量稳定，成品缺陷无，小齿轮加工效率提高。
表3零件对齿角度技术水平对比
Figure BDA0001773284200000041
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (7)

1.一种双联齿精确对齿加工系统，其特征在于，包括：平行设置的上、下料道、位于上料道末端的插滚夹具和大齿轮插滚刀以及分别设置于插滚夹具上的行星轮双联齿和设置于大齿轮插滚刀上的小齿轮插滚刀，其中：大齿轮插滚刀上的小齿轮插滚刀设置于同一刀排上。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的插滚夹具一次装夹行星轮双联齿，小齿轮和大齿轮的齿轮加工共用同一个夹具上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的行星轮双联齿中的大小两个齿轮齿数和导程相同，两个齿轮的齿牙在规定的横截面内，两齿轮齿牙在圆周方向上，对齿角度4牙平均误差0±0.099°。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的大齿轮插滚刀加工前无需检测小齿轮齿牙进行对齿，消除检测误差。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的小齿轮插滚刀加工后小齿轮的齿向方向上无尖刺，小齿轮的左齿面和右齿面的齿顶倒角平均。
6.一种基于上述任一权利要求所述系统的加工工艺，其特征在于，通过刀排主轴固定旋转，插滚夹具带动工件按程序进给，插滚夹具与工件轴之间设置有安装角，先由小齿轮插滚刀加工小齿轮，再由大齿轮插滚刀加工大齿轮，插滚加工均为逐步进给完成。
7.根据权利要求6所述的工艺，其特征是，所述的小齿轮插滚刀加工小齿轮逐步进给10次；所述的大齿轮插滚刀加工大齿轮逐步进给11次。
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