CN111331203A - 一种单刀尖蜗轮加工方法 - Google Patents

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张晨光
余瀛钒
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23F11/00—Making worm wheels, e.g. by hobbing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23F—MAKING GEARS OR TOOTHED RACKS
    • B23F21/00—Tools specially adapted for use in machines for manufacturing gear teeth
    • B23F21/12—Milling tools
    • B23F21/16—Hobs
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    • B23F21/166—Hobs with inserted cutting elements in exchangeable arrangement

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Abstract

本发明属于蜗轮加工领域，具体涉及一种蜗轮加工方法。一种单刀尖蜗轮加工方法，包括如下步骤：1.将待加工的蜗轮坯料夹装到四轴或多轴机床的三爪自定心卡盘上（也可是其他工件夹持工具）；2.根据蜗轮蜗杆参数设计整体硬质合金刀具或者刀片。并将整体硬质合金刀具或类似自制机夹刀片安装到数控机床主轴上，3.通过预先设定的程序使用上述刀具对待加工的蜗轮坯料进行加工。通过采用单刀尖模拟蜗杆进行加工，一次成形，加工精度高，通过数控程序进行控制，自动化水平高，既可以加工传统整圆蜗轮和无干涉的扇形蜗轮加工，又可以方便的对存在干涉形状的扇形蜗轮进行加工。

Description

一种单刀尖蜗轮加工方法
技术领域
本发明属于蜗轮加工领域，具体涉及一种蜗轮加工方法。
背景技术
现有传统滚齿技术对于完整蜗轮加工和不存在干涉的扇形蜗轮加工一般采用滚齿机使用滚齿刀具对蜗轮毛坯进行展成加工进行成形，但由于蜗轮滚刀因为必须开槽，所以无法形成连续的蜗杆形状，因此虽然也是使用展成方式加工，但由于刀具无法形成连续蜗杆形状，因此蜗轮精度较低。
现有传统滚齿技术对存在干涉的扇形蜗轮加工一般采用两种加工方式：1.在干涉蜗轮毛坯上使用球铣刀进行雕铣方式一次加工成形。此种方式对蜗轮的精确建模提出很高的要求，同时因为不是展成加工，加工与最后应用方式并不一致，且存在加工每个蜗轮齿形时刀具磨损不一致的情况，因此加工精度较差。2.先加工完整蜗轮，切割成特定形状。然后加工干涉部分的部件，加工出与蜗轮切割后形状契合的特定形状，两个部件特定形状合在一起后再进行焊接加工，此种加工方式因为先使用传统蜗轮滚刀进行滚齿，但由于蜗轮滚刀因为必须开槽，所以无法形成连续的蜗杆形状，因此虽然也是使用展成方式加工，但由于刀具无法形成连续蜗杆形状，因此蜗轮精度较本专利方法相比还是过低。又采用先分开加工后、后续再进行焊接加工的加工方式加工过程复杂，成品精度更低。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明提供了一种加工精度高、通过单刀尖刀具结合cnc数控程序控制三轴以上的旋转轴和直线轴，多轴插补的方式模拟出完整蜗杆结构的蜗轮加工刀具，并完成存在复杂形状的高精度蜗轮和扇形蜗轮的一种加工方法。
本发明中的一种整体硬质合金刀具，包括圆柱形的刀具本体和刀尖，刀具本体和刀尖由硬质合金制成，刀具本体左侧为圆柱形、右侧为锥形，锥形直径不大于圆柱形直径。
本发明中的另一种整体硬质合金刀片和刀杆，包括圆柱形的刀杆本体和硬质合金刀片，刀片安装于刀杆上组合而成。刀杆本体左侧为圆柱形、右侧为锥形，锥形直径不大于圆柱形直径，材料可为硬质合金或钢质材料。刀片材质为硬质合金。
一种单刀尖蜗轮加工方法，包括如下步骤：
1. 将待加工的蜗轮坯料夹装到四轴或多轴机床的三爪自定心卡盘上（也可是其他工件夹持工具）
2. 根据蜗轮蜗杆参数设计整体硬质合金刀具或者刀片。并将整体硬质合金刀具或类似自制刀杆安装到数控机床主轴上，
3. 通过预先设定的程序使用上述刀具对待加工的蜗轮坯料进行加工，
4. 加工完成一个齿牙后转动工件坯料进行下一个齿牙加工。
完整蜗轮齿形加工由刀具自上往下运动，同时工件做连续旋转插补运动，完成整个蜗轮齿形加工。
扇形蜗轮齿形加工由刀具自上往下运动，同时工件根据需加工的扇形蜗轮齿数做间断的旋转插补运动，刀具自上往下一次为一个循环，根据插补量不断调整起始位置和角度重复以上循环完成扇形蜗轮加工。
作为优选，整体硬质合金刀具，包括圆柱形的刀具本体和刀尖，刀具本体和刀尖由硬质合金制成，刀具本体左侧为圆柱形、右侧为锥形，锥形直径不大于圆柱形直径。强度高，经久耐用。
本发明的有益效果：通过采用单刀尖进行加工，一次成形，加工精度高，通过数控程序进行控制，自动化水平高，方便对扇形蜗轮进行加工。
附图说明
图1为整体硬质合金刀具立体结构示意图。
图2为整体硬质合金刀具剖面结构示意图。
图中标记：1、刀具本体，2、刀尖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明，但不应将此理解为本发明的上述主题的范围仅限于上述实施例。
如图1-2所示，一种整体硬质合金刀具，包括圆柱形的刀具本体1和刀尖2，刀具本体1和刀尖2由硬质合金制成，刀具本体1左侧为圆柱形、右侧为锥形，锥形直径不大于圆柱形直径。
一种单刀尖蜗轮加工方法，包括如下步骤：
1. 将待加工的蜗轮坯料夹装到四轴或多轴机床的三爪自定心卡盘上（也可是其他工件夹持工具）
2. 根据蜗轮蜗杆参数设计整体硬质合金刀具或者刀片。并将整体硬质合金刀具或类似自制机夹刀片安装到数控机床主轴上，
3. 通过预先设定的程序使用上述刀具对待加工的蜗轮坯料进行加工。
扇形蜗轮齿形加工由刀具自上往下运动，同时工件根据需加工的扇形蜗轮齿数做间断的旋转插补运动，刀具自上往下一次为一个循环，根据插补量不断调整起始位置和角度重复以上循环完成扇形蜗轮加工。

Claims (6)

1.一种单刀尖蜗轮加工方法，包括如下步骤：
将待加工的蜗轮坯料夹装到四轴或多轴机床的工件夹持工具上；
根据蜗轮蜗杆参数设计整体硬质合金刀具或者刀片，并将整体硬质合金刀具或夹刀片安装到数控机床主轴上，
通过预先设定的程序使用上述刀具对待加工的蜗轮坯料进行加工，
完整蜗轮齿形加工由刀具自上往下运动，同时工件做连续旋转插补运动，完成整个蜗轮齿形加工；
扇形蜗轮齿形加工由刀具自上往下运动，同时工件根据需加工的扇形蜗轮齿数做间断的旋转插补运动，刀具自上往下一次为一个循环，根据插补量不断调整起始位置和角度重复以上循环完成扇形蜗轮加工。
2.根据权利要求1所述的一种单刀尖蜗轮加工方法，其特征在于，将工件安装于数控转台装置上的自定心卡盘或工装上组成，数控转台装置由数控程序驱动并与其他直线轴同步联动。
3.根据权利要求1所述的一种单刀尖蜗轮加工方法，其特征在于，根据蜗轮蜗杆参数设计整体硬质合金刀具或分体式刀片。
4.整体硬质合金刀具包括圆柱形的刀具本体和刀尖，刀具本体左侧为圆柱形、右侧为锥形，锥形直径不大于圆柱形直径。
5.根据权利要求3所述的一种单刀尖蜗轮加工方法，其特征在于，分体式刀片材质为硬质合金，制作完成后安装于具有特定形状的刀杆本体上，刀杆可为硬质和金和钢质材料。
6.根据权利要求1所述的一种单刀尖蜗轮加工方法，其特征在于，工件夹持工具为三爪自定心卡盘。
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