CN112122714B - 加工曲线端面齿轮的飞刀及其加工使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种加工曲线端面齿轮的飞刀及其加工使用方法，包括刀身和刀齿，以曲线端面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面作为刀齿的前刀面的主要齿形；刀齿根据配套螺旋渐开线斜齿轮的旋向来规定侧刃后角，面对前刀面，对于左旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿的左侧刃后角比其导程角大3‑5°，右侧后角为0°，对于右旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿的右侧刃后角比其导程角大3‑5°，左侧后角为0°；所述刀齿的顶刃后角根据实际分为两段，前面一段3‑5°，后面一段大于30°；通过一定的齿形修整使得刀齿高为h＝mn*2.5，相对于斜齿轮齿高多Δh＝mn*0.25。本发明采用以曲线面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面为前刀面的新型飞刀作为刀具，采用连续分度的方法进行曲线端面齿轮的切削。

Description

加工曲线端面齿轮的飞刀及其加工使用方法
技术领域
本发明属于机械加工领域，更具体的说，是涉及一种加工曲线端面齿轮的飞刀及其加工使用方法。
背景技术
相比传统齿轮，面齿轮传动具有更高的重合度、更加紧凑的结构，传动噪音更小，承载能力也更强，颇受机器人、汽车以及航空等领域的青睐，然而传统的加工工艺很难满足曲线端面齿轮的加工要求。而且加工设备昂贵，加工精度不足，加工效率低，因此提出一种新型的曲线齿面齿轮加工方法，基于齿面共轭原理，该方法利用螺旋渐开线斜齿轮轴截面作为飞刀齿形能够快速精确的完成面齿轮齿面的加工。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提出一种加工曲线端面齿轮的飞刀及其加工使用方法，采用以曲线面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面为前刀面的新型飞刀作为刀具，基于共轭原理，采用连续分度的方法进行曲线端面齿轮的切削。该方法与以往的模具压制相比，耗费低，齿轮参数稳定，具备设计简单、生产效率高、加工设备无需特殊制作的优点。
本发明的目的可通过以下技术方案实现。
本发明加工曲线端面齿轮的飞刀，包括刀身和刀齿，以曲线端面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面作为刀齿的前刀面的主要齿形；所述刀齿根据配套螺旋渐开线斜齿轮的旋向来规定侧刃后角，面对前刀面，对于左旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿的左侧刃后角比其导程角大3-5°，右侧后角为0°，对于右旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿的右侧刃后角比其导程角大3-5°，左侧后角为0°；所述刀齿的顶刃后角根据实际分为两段，前面一段3-5°，后面一段大于30°；通过一定的齿形修整使得刀齿高为h＝mn*2.5，其中，mn为斜齿轮法向模数，相对于斜齿轮齿高多Δh＝mn*0.25。
所述刀身设置为圆环体结构，所述刀身内圆底部设置有键槽。
所述刀齿为单齿，对应曲线端面齿轮的传动结构为偏置正交式。
本发明的目的还可通过以下技术方案实现。
本发明加工曲线端面齿轮的飞刀的加工使用方法，采用加工曲线端面齿轮的飞刀，利用连续分度的方法加工，具体地：将飞刀安装在机床刀轴上，加工时，调整飞刀位置使其偏置距和轴心与曲线端面齿轮坯的高度与螺旋渐开线斜齿轮和曲线端面齿轮的啮合时一致；刀具主轴与工件轴按固定传动比进行转动，飞刀进行滚切运动，采用飞刀轴向进给的方式，利用机床的电子齿轮箱功能，飞刀进行完整的飞刀滚切曲线端面齿轮。
利用机床的电子齿轮箱功能时，刀具轴与工件轴固定传动比运动，飞刀轴向进给的同时，曲线端面齿轮坯也需要在原有传动比转动的基础上附加一个转动，飞刀轴向进给1mm，其对应曲线端面齿轮坯附加转动角度：θ＝360*s/p，其中，s为螺旋渐开线斜齿轮与曲线端面齿轮齿数比，p为螺旋渐开线斜齿轮螺距。
与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：
采用以曲线面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面为前刀面齿形的新型飞刀作为刀具，基于共轭原理，采用连续分度的方法进行曲线端面齿轮的切削，针对目前曲线端面齿轮加工，本发明降低了加工成本与加工难度，且该方法刀具设计简单，加工效率高，无需特定加工设备，采用现有滚齿机便可加工，可进行大批量生产。
附图说明
图1是偏置正交曲线端面齿轮传动；
图2是螺旋渐开线斜齿轮轴测图；
图3是飞刀主视图；
图4是飞刀左视图；
图5是飞刀俯视图；
图6是飞刀三维图；
图7是飞刀法加工轨迹原理图；
图8是传动系统安装坐标图；
图9是仿真切削过程图。
附图标记：1刀身，2刀齿。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
图1是飞刀法所要加工的偏置正交曲线端面齿轮的传动系统，图2是与曲线端面齿轮配对的螺旋渐开线斜齿轮，类似于渐开线蜗杆；本发明加工曲线端面齿轮的飞刀二维图如图3-6所示，可以看出该飞刀为单齿飞刀，包括刀身1和刀齿2，所述刀身1设置为圆环体结构，所述刀身1内圆底部设置有键槽，刀齿2前刀面采用渐开线斜齿轮的轴截面作为基本齿形并进行适当地修形。以曲线端面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面作为刀齿2的前刀面的主要齿形。所述刀齿2为单齿，对应曲线端面齿轮的传动结构为偏置正交式。所述刀齿2根据配套螺旋渐开线斜齿轮的旋向来规定侧刃后角，面对前刀面，对于左旋螺旋渐开线斜齿轮，其左侧刃后角很大，所以相比螺旋渐开线斜齿轮导程角大3-5°，右侧后角为0°，对于右旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿的右侧刃后角比其导程角大3-5°，左侧后角为0°。所述刀齿2的顶刃后角可根据实际分为两段，前面一段角度较小，约为3-5°，后面一段角度较大，通常大于30°。通过一定的齿形修整使得刀齿高为h＝mn*2.5，其中，mn为斜齿轮法向模数，相对于斜齿轮齿高多Δh＝mn*0.25，以加工曲线面齿轮顶隙。
如图7所示，本发明加工曲线端面齿轮的飞刀的加工使用方法，采用本发明加工曲线端面齿轮的飞刀，利用连续分度的方法加工，飞刀通过仿形运动形成所要的产形轮即图示的螺旋渐开线斜齿轮。具体地：将飞刀安装在机床刀轴上，加工时，调整飞刀位置使其偏置距和轴心与曲线端面齿轮坯的高度与螺旋渐开线斜齿轮和曲线端面齿轮的啮合时一致；加工时刀具安装位置如图8所示的螺旋渐开线齿轮安装参数相同，安装完成以后，刀具主轴与工件轴按固定传动比进行转动，飞刀进行滚切运动，采用飞刀轴向进给的方式，利用机床的电子齿轮箱功能，飞刀进行完整的飞刀滚切曲线端面齿轮。
利用机床的电子齿轮箱功能时，刀具轴与工件轴固定传动比运动，飞刀轴向进给的同时，曲线端面齿轮坯也需要在原有传动比转动的基础上附加一个转动，飞刀轴向进给1mm，其对应曲线端面齿轮坯附加转动角度：θ＝360*s/p，其中，s为螺旋渐开线斜齿轮与曲线端面齿轮齿数比，p为螺旋渐开线斜齿轮螺距。
整个加工过程如图9所示，连续分度，最终得到完整的曲线端面齿轮。
通过上述飞刀设计及其相应的加工过程可知，该方法加工过程只有工件轴旋转，刀具轴的旋转和进给三个运动，操作简单，相应机床要求不高，通过调节转速以及进给量可以调整加工精度以及加工效率。飞刀设计制作简单，整体耗费低，用时短，无论是实验齿轮性能还是进行大批量加工都十分方便。
尽管上面结合附图对本发明的功能及工作过程进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体功能和工作过程，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种加工曲线端面齿轮的飞刀，包括刀身（1）和刀齿（2），其特征在于，以曲线端面齿轮配套的螺旋渐开线斜齿轮轴截面作为刀齿（2）的前刀面的主要齿形；所述刀齿（2）根据配套螺旋渐开线斜齿轮的旋向来规定侧刃后角，面对前刀面，对于左旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿（2）的左侧刃后角比其导程角大3-5°，右侧后角为0°，对于右旋螺旋渐开线斜齿轮，其对应刀齿（2）的右侧刃后角比其导程角大3-5°，左侧后角为0°；所述刀齿（2）的顶刃后角根据实际分为两段，前面一段3-5°，后面一段大于30°；通过一定的齿形修整使得刀齿高为h=mn*2.5，其中，mn为斜齿轮法向模数，相对于斜齿轮齿高多∆h=mn*0.25；
采用加工曲线端面齿轮的飞刀，利用连续分度的方法加工，具体地：将飞刀安装在机床刀轴上，加工时，调整飞刀位置使其偏置距和轴心与曲线端面齿轮坯的高度与螺旋渐开线斜齿轮和曲线端面齿轮的啮合时一致；刀具主轴与工件轴按固定传动比进行转动，飞刀进行滚切运动，采用飞刀轴向进给的方式，利用机床的电子齿轮箱功能，飞刀进行完整的飞刀滚切曲线端面齿轮。
2.根据权利要求1所述的加工曲线端面齿轮的飞刀，其特征在于，所述刀身（1）设置为圆环体结构，所述刀身（1）内圆底部设置有键槽。
3.根据权利要求1所述的加工曲线端面齿轮的飞刀，其特征在于，所述刀齿（2）为单齿，对应曲线端面齿轮的传动结构为偏置正交式。
4.根据权利要求1所述的加工曲线端面齿轮的飞刀，其特征在于，利用机床的电子齿轮箱功能时，刀具轴与工件轴固定传动比运动，飞刀轴向进给的同时，曲线端面齿轮坯也需要在原有传动比转动的基础上附加一个转动，飞刀轴向进给1mm，其对应曲线端面齿轮坯附加转动角度：θ=360*s/p，其中，s为螺旋渐开线斜齿轮与曲线端面齿轮齿数比，p为螺旋渐开线斜齿轮螺距。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2308891A (en) * 1939-04-05 1943-01-19 Fellows Gear Shaper Co Method and apparatus for gear generation
TWM327432U (en) * 2007-07-10 2008-02-21 Univ Cheng Shiu Structure of teeth of gear shaping tool for engagement with face gear
CN101225878A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 西北工业大学 弧线齿面齿轮副及其加工方法
CN102398087A (zh) * 2010-07-29 2012-04-04 科林基恩伯格股份公司 以连续铣削工艺铣削锥齿轮的齿系统的方法
CN102441712A (zh) * 2010-10-13 2012-05-09 长沙机床有限责任公司 圆柱齿轮双侧刃剐齿刀具
CN203509232U (zh) * 2013-10-21 2014-04-02 合肥工业大学 用于微线段齿轮加工的磨前滚刀
CN106763650A (zh) * 2017-02-28 2017-05-31 扬州大学 渐开线蜗杆的齿形提取方法
CN109773279A (zh) * 2019-03-28 2019-05-21 长安大学 一种圆弧齿线齿轮加工方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5832953B2 (ja) * 2012-05-16 2015-12-16 株式会社小笠原プレシジョン・エンジニアリング 歯車を切削するための工具、及び、歯車を切削する方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2308891A (en) * 1939-04-05 1943-01-19 Fellows Gear Shaper Co Method and apparatus for gear generation
CN101225878A (zh) * 2007-01-19 2008-07-23 西北工业大学 弧线齿面齿轮副及其加工方法
TWM327432U (en) * 2007-07-10 2008-02-21 Univ Cheng Shiu Structure of teeth of gear shaping tool for engagement with face gear
CN102398087A (zh) * 2010-07-29 2012-04-04 科林基恩伯格股份公司 以连续铣削工艺铣削锥齿轮的齿系统的方法
CN102441712A (zh) * 2010-10-13 2012-05-09 长沙机床有限责任公司 圆柱齿轮双侧刃剐齿刀具
CN203509232U (zh) * 2013-10-21 2014-04-02 合肥工业大学 用于微线段齿轮加工的磨前滚刀
CN106763650A (zh) * 2017-02-28 2017-05-31 扬州大学 渐开线蜗杆的齿形提取方法
CN109773279A (zh) * 2019-03-28 2019-05-21 长安大学 一种圆弧齿线齿轮加工方法

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