CN114700563A - 一种人字齿对中量具及人字齿加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人字齿对中量具及人字齿加工方法，对中量具包括基准球、基准盘和固定在量杆一端的基准球；基准盘的盘体中部设有贯穿型基准孔，量杆通过基准孔滑配在基准盘上，盘体靠基准球的端面为基准面，量杆上设有刻度线，量杆的标尺部分露出基准盘顶平面。加工方法在齿宽精车和磨齿步骤中，均利用前述对中量具，在对应加工设备上进行对中检测。本发明的有益效果是，对中量具具有车端面和磨齿检测的通用性，并可在加工设备上原地进行对中检测，无需转运，更无需使用检测费用昂贵的三坐标机，可有效提高人字齿生产效率，降低生产成本。加工方法的精车端面和磨齿步骤均利用前述对中量具，实现基于对刀需求的原地检测，提高了生产效率。

Description

一种人字齿对中量具及人字齿加工方法

技术领域

本发明涉及齿轮制造技术，特别是一种人字齿对中量具及人字齿加工方法。

背景技术

对于冶金、核电、能源化工等产品中的人字齿，出于对均载、装配调节等考虑，设计对人字齿对中误差做了要求。在实际工程应用中，对中误差要求不高（一般大于0.5mm）的齿轮，通过热前滚齿时划线保证即可。而对中误差要求较高（一般介于0.2mm到0.5mm）的齿轮，需要在热处理前，滚齿后上三坐标机计量对中误差，以确保在精车齿宽后，两个旋向的齿部能形成对称。对于对中误差要求更高（一般低于0.2mm）的齿轮，除了热处理前要三坐标机计量，达到车加工对中外，还要热后的粗磨后，再计量，然后按计量结果精磨，以达到对中要求。

综上所述，对于精度要求较高及以上的人字齿加工，现有技术中都需要三坐标计量，这样对加工成本和生产周期的控制非常不利。鉴于此，迫切需要一种可替代三坐标计量，又能满足加工计量需求的高效对中检测方法。

发明内容

本发明的第一目的就是针对现有精度要求较高及以上的人字齿加工中，对中检查依赖三坐标机的不足，提供一种人字齿对中量具，该量具通过设置基准盘、能够活动穿过基准盘的量杆，以位于量杆一端的基准球。以在对中检查时，借助第三构件限制对量具轴心线的径向位置，能够使基准球在同一相位分别位于两个旋向的齿槽内，将齿槽与齿宽的对中情况，通过基准球中心与对应齿部的端面距离差值体现，即两个齿槽分别检测时，获得的量杆刻线差值就是两个相反旋向齿部的对中误差，可方便地用于确定齿宽的车齿轮端面工序。在齿轮外侧端面与基准球中心距离相等的条件下，相当于量杆和基准盘相对固定，读取的量杆上的刻度值相同，通过利用第三构件架设量表，测量量具上径向方向上相应构件母线最大值，并借助装夹齿轮的旋转工作台的角度刻线，获得两个相反旋向齿部的相位差值，可方便地用于齿轮磨削工序中的对中检测。在第三构件由加工设备上的构件构成时，可实现齿轮在加工设备上的对中检查，无需设置专用检查工位，避免转运工件，提高齿轮制造的生产效率，降低生产成本。本发明的第二目的是提供一种基于人字齿对中量具进行在线检查的齿轮加工方法。

为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

一种人字齿对中量具，包括基准球和基准盘，所述基准球固定连接在量杆的一端，基准球的球心位于量杆轴线上；所述基准盘设有盘体，基准盘中部设有贯穿型基准孔，量杆通过所述基准孔的配合滑动设在所述基准盘上，盘体紧邻基准球的端面构成基准盘的基准面，量杆的自由端杆段上设有长度刻度线，量杆的标尺部分能够露出基准盘的顶平面。

采用前述技术方案的人字齿对中量具，通过设置基准盘、能够活动穿过基准盘的量杆，以位于量杆一端的基准球。以在对中检查时，借助第三构件限制对量具轴心线的径向位置，能够使基准球在同一相位分别位于两个旋向的齿槽内，将齿槽与齿宽的对中情况，通过基准球中心与对应齿部的端面距离差值体现，即两个齿槽分别检测时，获得的量杆刻线差值就是两个相反旋向齿部的对中误差，可方便地用于确定齿宽的车齿轮端面工序。在齿轮外侧端面与基准球中心距离相等的条件下，相当于量杆和基准盘相对固定，读取的量杆上的刻度值相同，通过利用第三构件架设量表，测量随齿轮公转的量具上相应构件母线最大值，并借助装夹齿轮的旋转工作台的角度刻线，将此作为量具轴心线在齿轮上的相位值，经过对两个相反旋向的齿槽检测，获得两个相反旋向齿的相位差值，可方便地用于齿轮磨削工序中的对中检测。在第三构件由加工设备上的构件构成时，可实现齿轮在加工设备上的对中检查，无需设置专用检查工位，避免转运工件，提高齿轮制造的生产效率，降低生产成本。如用于确定齿宽的端面车加工时，将车床的刀架作为第三构件，利用刀架最靠近齿轮侧面的平面限制对量具轴心线径向位置抵靠面，从而可在车端面工序中替代三坐标机。在磨齿工序中，将磨床的砂轮架作为第三构件架设如百分表或千分表构成的量表，利用量表打对中量具中任一构件的圆柱部分在随齿轮公转时的跳动值，以此确定基准球中心或量杆轴线在齿轮圆周上的相位，利用装夹齿轮的旋转工作台读取相位值，以获得两个相反旋向齿部的相位差。其中，在用于车床上对中检查时，可通过基准盘侧面抵靠刀架对应平面，也可由基准球直接或通过量块抵靠刀架对应。基准盘抵靠时，移动量杆获得基准球与基准盘位置尺寸；基准球抵靠时，通过移动基准盘，并在其与齿轮的对应端面接触时，获得基准球与基准盘位置尺寸。从而使该对中量具形成车磨各工序的通用型量具，从而减少了齿轮加工的量具品种，利用工序间相互借用，可减少量具配置数量，从而进一步降低了齿轮加工成本。

优选的，所述基准盘由盘体和中间凸起部形成气门形结构，且中间凸起部上设有用于对量杆位置锁止的锁紧螺钉。气门形结构可确保重心位于量杆轴线上，且重心低，稳定性好，量杆与基准盘的配合长度尺寸大，测量精度高；便于通过握持中间凸起部控制量具姿态。锁紧螺钉方便将量杆与基准盘形成位置相对固定的状态，方便磨床对中检测时使用。

优选的，所述量杆呈细长杆结构，其与基准盘的配合长度大于或等于配合杆径的5倍。进一步确保测量精度。

优选的，所述盘体的圆周方向上通过削边形成有削边平面，且所述基准孔的轴线平行于所述削边平面。以减轻重量，提高操作方便性。其中，在用于车端面的对中检测时，可由削边平面与第三构件形成抵靠，增大接触面，提高抵靠稳定性。在用于磨齿的对中检测时，削边平面远离量表测头，由圆柱面部分压缩量表测头。

为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

一种人字齿加工方法，包括精车端面、热处理和磨齿步骤，在齿宽精车和磨齿步骤中，均利用实现第一目的的人字齿对中量具，在对应加工设备上进行基于对刀需求的对中检测。

采用前述技术方案的人字齿加工方法，利用前述对中量具可用于齿宽精车和以及磨齿工序中的特点，实现精车端面和磨齿工序在加工设备上的对中检查，无需设置专用检查工位，避免转运工件，提高齿轮制造的生产效率，降低生产成本。在用于确定齿宽的端面车加工时，将车床的刀架作为第三构件，利用刀架最靠近齿轮侧面的平面限制对量具轴心线径向位置抵靠面，从而可在车端面工序中替代三坐标机；在磨齿工序中，将磨床的砂轮架作为第三构件架设量表，利用装夹齿轮的旋转工作台读取相位值，以获得两个相反旋向齿部的相位差。其中，在用于车床上对中检查时，可通过基准盘侧面抵靠刀架对应平面，也可由基准球直接或通过中间垫块抵靠刀架对应侧面。由基准盘抵靠时，移动量杆获得基准球与基准盘位置尺寸；由基准球抵靠时，通过移动基准盘，并在其与齿轮的对应端面接触时，获得基准球与基准盘位置尺寸。

优选的，在所述齿宽精车步骤中，对中检测包括以下步骤：

S1、校准基面确定：将车床刀架上能够与齿轮外圆形成相切关系的平面作为校准基面；

S2、第一旋向齿槽检测：选择第一旋向齿中距离所述校准基面最近的一个齿槽，将人字齿对中量具中基准盘的基准面紧贴在第一齿部的外端面上，并将基准球置于所选齿槽内，利用人字齿对中量具中的基准盘或基准球侧面抵靠在所述车床刀架上的校准基面上，并通过移动量杆使基准球与齿槽两侧壁接触，且在二者接触状态下读取量杆的长度刻度线上与基准盘的顶平面对齐的刻度值，并记录为

；

S3、第二旋向齿槽检测：在不改变被测齿轮与校准基面相对相位的条件下，将人字齿对中量具基准盘的基准面紧贴在第二齿部的外端面上，并将基准球置于第二齿部的待测齿槽内，利用S2中的相同构件与所述校准基面抵靠，并通过移动量杆使基准球与齿槽两侧壁接触，且在二者接触状态下，读取量杆的长度刻度线上与基准盘的顶平面对齐的刻度值，并记录为

；其中，所述待测齿槽与S2中已检测的齿槽共同形成人字形；

S4、数据处理，计算

与

的差值，并按齿宽对称平面居中的原则，将该差值作为两个端面精车加工量的差值。

所确定的位于刀架上的校准基面与过齿轮轴线的一个平面能够形成垂直关系，并通过校准基面和对中量具位置关系的调整，使对中量具在对两个相反旋向齿槽中紧贴齿槽两侧壁的基准球与对应端面距离时，两次检测的基准球中心均位于该同一垂直于校准基面，且过齿轮轴线的平面内，通过校准平面的校准，使两次检测的基准球中心与在齿轮上的相位相同，从而将两个旋向齿槽的对中平面位置相对于齿轮端面等效体现在基准球中心端面距离的上，从而可直接利用差值实现对刀，实现在加工车床上原地检测，无需采转运至三坐标机处检测，不仅节省了转运时间，提高了生产效率，还避免了检测费用昂贵的三坐标检测手段，从多个方面降低了齿轮制造成本。

进一步优选的，在所述精车端面的步骤中，还包括基于齿宽设计参数、工序加工余量和数据处理结果，计算精车齿轮各个端面的加工量，并按端面加工量计算结果精车齿轮各端面。以获得设计要求的人字齿成品或半成品。

更进一步优选的，所述齿宽参数包括总齿宽和单齿宽；或者，总齿宽或中部凹槽宽度。以适用于两个相反旋向的齿部之间设有凹槽的大型人字齿。

优选的，在所述磨齿步骤中，对中检测包括以下步骤：

第一步；测量准备：包括将人字齿对中量具中的量杆和基准盘形成相对固定；在磨床砂轮架通过磁力表座、表架架设量表；

第二步，第一旋向齿槽检测：调整砂轮架与待磨齿轮的相对位置，选择第一旋向齿中距离磨床砂轮架最近的一个齿槽，将量杆和基准盘相对固定的人字齿对中量具中基准盘的基准面紧贴在第一齿部的外端面上，并将基准球置于所选齿槽内，利用外力使基准球与齿槽两侧壁紧密接触，调整量表位置，使其表针顶在基准盘或量杆的圆柱面上，并压缩设定量；之后，转动磨床的旋转工作台，使量表的表针压缩量形成变化，在表针处于最大压缩值时，读取体现工作台相位角的刻度值并记为第一旋向齿的相位角A1；

第三步，第二旋向齿槽检测：调整砂轮架与待磨齿轮的相对位置，将量杆和基准盘相对固定，且量杆和基准盘的相对位置与第二步中量杆和基准盘的相对位置相同的人字齿对中量具中基准盘的基准面紧贴在第二齿部的外端面上，并将基准球置于待测齿槽内，利用外力使基准球与齿槽两侧壁紧密接触，调整量表位置，使其表针顶在基准盘或量杆的圆柱面上，并压缩设定量；之后，转动磨床的旋转工作台，使量表的表针压缩量形成变化，在表针处于最大压缩值时，读取体现工作台相位角的刻度值并记为第二旋向齿的相位角A2；其中，所述待测齿槽与第二步中已检测的齿槽共同形成人字形；

第四步、数据处理，计算A1与A2的差值，并按齿宽对称平面居中的原则，将该差值作为两个旋向齿部错位的相位差。

通过对中量具上的锁紧螺钉将量杆和基准盘形成相对固定，并使基准球中心与基准盘上的基准平面之间的距离处于适当范围内，该适当范围是指在基准盘的基准平面紧贴齿轮对应端面时，基准球位于被测齿部的选定齿槽内，并能够与齿槽的两侧壁紧密接触，从而将两个旋向的对中误差通过两个齿部的两次检测转换成基准球在齿轮圆周上的相位变化值。其中，每次检测时基准球中心的相位确定通过架设在砂轮架上的量表，打随齿轮公转的对中量具中任一构件的母线跳动值，跳动值最大处的角度位置被定义该次检测得到的相位结果，两次检测结果的差值就是相反旋向齿槽在齿轮圆周向的相位差，两个旋向的齿部分别磨齿时，通过调整旋转工作的转动角度形成对相位差的补偿，从而磨削出基于宽度对称平面对称的两个旋向齿部的人字齿。其中，每次检测时，确定的用于打母线跳动的构件应当相同，以消除对中量具的制造误差。两个旋向齿槽对应的两次检测可以使用同一套对中量具，也可使用两套对中量具。使用同一套时，在量杆和基准盘相对固定状态下检测完第一旋向齿后，保持二者的相对位置不变用于下一个旋向齿槽的检测。使用两套时，两套对中量具中的量杆和基准盘相对位置应当预先调整至相同，即两套中的基准球中心与基准面的距离相等。另外，工作台相位角数值的读取根据先进程度不同的磨齿设备，采用不同的读取方式，包括通过工作台上的旋转角度刻度盘读取，以及在控制面板上读取。

进一步优选的，在所述磨齿步骤中，还包括在磨齿对中检测前，将待测的成对齿槽进行光整磨削，该光整磨削仅将对应齿槽的两个侧面磨到全部见光即可；在获得相位差后，基于相位差和磨齿余量，确定两个旋向齿部磨削时的相位对应调整角度。以降低或消除热处理变形导致磨齿余量不足的隐患，降低因热处理变形导致成品率降低问题，适用于热处理后需要对中的磨齿更高精度产品。

本发明的有益效果是，对中量具具有在车端面和磨齿工序上均可使用的通用性，并通过利用加工设备的对应构件，实现在加工设备上原地进行对中检测目的，无需转运，更无需使用检测费用昂贵的三坐标机，可有效提高人字齿生产效率，降低生产成本。加工方法的精车端面和磨齿步骤均利用前述对中量具，在加工设备上实现基于对刀需求的原地检测，提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明中实施例1的人字齿对中量具结构示意轴测图。

图2是本发明中实施例2的人字齿对中量具结构示意轴测图。

图3是本发明加工方法中精车端面步骤的对中检测示意图。

图4是本发明加工方法中磨齿步骤的对中检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1，参见图1，一种人字齿对中量具，包括基准球1和基准盘2，所述基准球1固定连接在量杆3的一端，基准球1的球心位于量杆3轴线上；所述基准盘2设有盘体2a，基准盘2中部设有贯穿型基准孔，量杆3通过所述基准孔的配合滑动设在所述基准盘2上，盘体2a紧邻基准球1的端面构成基准盘2的基准面，量杆3的自由端杆段上设有长度刻度线，量杆3的标尺部分能够露出基准盘2的顶平面。

其中，所述基准盘2由盘体2a和中间凸起部形成气门形结构，且中间凸起部上设有用于对量杆3位置锁止的锁紧螺钉4。量杆3呈细长杆结构，其与基准盘2的配合长度大于或等于配合杆径的5倍。

实施例2，参见图2，盘体2a的圆周方向上通过削边形成有削边平面，且所述基准孔的轴线平行于所述削边平面。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

本实施例中削边平面的大小应当适当，以避免在使用时，因基准面变小而出现失稳现象。

实施例3，参见图3和图4，并结合图1和图2，一种人字齿加工方法，包括精车端面、热处理和磨齿步骤，在齿宽精车和磨齿步骤中，均利用实施例1或2的人字齿对中量具，在对应加工设备上进行基于对刀需求的对中检测。

在所述齿宽精车步骤中，对中检测包括以下步骤：

S1、校准基面确定：将车床刀架上能够与齿轮外圆形成相切关系的平面作为校准基面；

S2、第一旋向齿槽检测：选择第一旋向齿中距离所述校准基面最近的一个齿槽，将人字齿对中量具中基准盘2的基准面紧贴在第一齿部的外端面上，并将基准球1置于所选齿槽内，利用人字齿对中量具中的基准盘2或基准球1侧面抵靠在所述车床刀架5上的校准基面上，并通过移动量杆3使基准球1与齿槽两侧壁接触，且在二者接触状态下读取量杆3的长度刻度线上与基准盘2的顶平面对齐的刻度值，并记录为

；

S3、第二旋向齿槽检测：在不改变被测齿轮与校准基面相对相位的条件下，将人字齿对中量具基准盘2的基准面紧贴在第二齿部的外端面上，并将基准球1置于第二齿部的待测齿槽内，利用S2中的相同构件与所述校准基面抵靠，并通过移动量杆3使基准球1与齿槽两侧壁接触，且在二者接触状态下，读取量杆3的长度刻度线上与基准盘2的顶平面对齐的刻度值，并记录为

；其中，待测齿槽与S2中已检测的齿槽共同形成人字形；

S4、数据处理，计算

与

的差值，并按齿宽对称平面居中的原则，将该差值作为两个端面精车加工量的差值。

在所述精车端面的步骤中，还包括在数据处理后，基于齿宽设计参数、工序加工余量和数据处理结果，计算精车齿轮各个端面的加工量，并按端面加工量计算结果精车齿轮各端面；其中，齿宽参数包括总齿宽L和单齿宽L1；或者，总齿宽L或中部凹槽宽度L2。

在所述磨齿步骤中，对中检测包括以下步骤：

第一步；测量准备：包括将人字齿对中量具中的量杆3和基准盘2形成相对固定；在磨床砂轮架通过磁力表座、表架架设量表；

第二步，第一旋向齿槽检测：调整砂轮架与待磨齿轮的相对位置，选择第一旋向齿中距离磨床砂轮架最近的一个齿槽，将量杆3和基准盘2相对固定的人字齿对中量具中基准盘2的基准面紧贴在第一齿部的外端面上，并将基准球1置于所选齿槽内，利用外力使基准球1与齿槽两侧壁紧密接触，调整量表位置，使其表针顶在基准盘2或量杆3的圆柱面上，并压缩设定量；之后，转动磨床的旋转工作台，使量表的表针压缩量形成变化，在表针处于最大压缩值时，通过工作台上的旋转角度刻度盘，读取体现工作台相位角的刻度值并记为第一旋向齿的相位角A1；

第三步，第二旋向齿槽检测：调整砂轮架与待磨齿轮的相对位置，将量杆3和基准盘2相对固定，且量杆3和基准盘2的相对位置与第二步中量杆3和基准盘2的相对位置相同的人字齿对中量具中基准盘2的基准面紧贴在第二齿部的外端面上，并将基准球1置于待测齿槽内，利用外力使基准球1与齿槽两侧壁紧密接触，调整量表位置，使其表针顶在基准盘2或量杆3的圆柱面上，并压缩设定量；之后，转动磨床的旋转工作台，使量表的表针压缩量形成变化，在表针处于最大压缩值时，通过工作台上的旋转角度刻度盘，读取体现工作台相位角的刻度值并记为第二旋向齿的相位角A2；其中，所述待测齿槽与第二步中已检测的齿槽共同形成人字形；

第四步、数据处理，计算A1与A2的差值，并按齿宽对称平面居中的原则，将该差值作为两个旋向齿部错位的相位差。

在所述磨齿步骤中，还包括在磨齿对中检测前，将待测的成对齿槽进行光整磨削，该光整磨削仅将对应齿槽的两个侧面磨到全部见光（齿面无黑皮）即可；在获得相位差后，基于相位差和磨齿余量，确定两个旋向齿部磨削时的相位对应调整角度。

本方法在齿宽精车的对中检测中，由基准盘2与校准基面抵靠时，采用实施例1的对中量具时，基准盘2的圆柱面任意位置与校准基面形成线接触；采用实施例2的对中量具时，基准盘2上的削边平面与校准基面形成面接触。由基准球1与校准基面抵靠时，可在基准球1与校准基面之间增设中间垫块，中间垫块与校准基面形成面接触，中间垫块与基准球1形成点接触。

本方法在磨齿步骤的对中检测中，采用实施例2的对中量具时，基准盘2上的削边平面尽量朝向齿轮中心，以在对中量具随齿轮的公转过程中，基准盘2的圆柱面部分能够满足跳动检测的弧长要求。同时，由于实施例2的基准盘2与实施例1的基准盘2基准面相对较小，相应减少了其与齿轮端面的接触面积，故必要时可借助外力防止对中量具失稳。

本方法中的利用外力包括徒手按压的人力，机械施加的推力或者借助永磁体的磁力。

本方法在磨齿步骤的对中检测中，两个旋向对应的两次检测可以使用同一套对中量具，也可使用两套对中量具，使用两套时，两套对中量具中的量杆和基准盘相对位置应当预先调整至相同，即两套中的基准球中心与基准面的距离相等。另外，工作台相位角数值的读取根据先进程度不同的设备采用不同的读取方式，包括通过工作台上的旋转角度刻度盘读取，或者在控制面板中读取。

下面结合具体案例说明包括本发明加工方法的人字齿主要加工过程。

（1）粗车人字齿，左、右旋齿宽端面留量，其余至成品尺寸；

（2）滚一侧旋向齿至成品；

（3）划齿槽对中线（粗对中）；

（4）按线滚另外一侧齿至成品；

（5）按照图3所示进行车对中检测获得的测量结果和人字齿设计总宽度L，车齿宽两端至成品；预先在人字齿齿宽两端，构成人字形的两个旋向的齿槽内放置两套相同的实施例1的对中量具，测量时：

（a）首先使车床刀架上的校准基面与对中量具的基准盘2外侧贴紧，然后，调整对中量具的量杆3，在保证基准盘2的基准面和齿端紧贴、基准盘2外侧和车床刀架的校准平面揭帖、基准球1和对应齿槽两侧壁同时贴紧的前提下，读取上方第一旋向齿对应的对中量具的量杆3刻度值为

；用同样的方法测量，并读取下方第二旋向齿的量杆3刻度值为

。

(b)对

中的较大值对应的端面进行车端面加工，车削量为

；

(c)然后，根据设计图纸总齿宽L、单侧齿宽L1、退刀槽宽度L2，对称车削两相反旋向的各齿端至成品；

（6）根据实际齿宽，车退刀槽其余部位至成品；

（7）热处理；

（8）精车磨齿定位基准；

（9）按照图4所示进行磨对中检测获得的测量结果，磨齿至成品。具体如图4所示，把两个对中量具的量杆3调整到相同长度，即由刻线展示相同的刻度值；

（a）粗磨上、下旋向各齿面见光，并最大限度保证各齿面余量相等；

（b）首先，在保证基准盘2的基准面和齿端、基准球1和齿槽两侧面同时贴紧的前提下，摇动旋转工作台，使对中量具随齿轮公转，基准盘2的圆柱面部分与量表的测头接触并压缩测头，在百分表或千分表构成的量表测头压缩量最大时，并记录此时工作台的角度A1，百分表跳动值为γ；

（c）移动砂轮刀架（ X轴方向，该方向与齿轮轴线方向平行），使量表测头触到另一个旋向齿槽的对中量具的基准盘2圆柱面上；

（d）再次旋转工作台，使百分表跳动值为γ（注意，上、下旋向齿面余量影响跳动值，因此，该值相等仅供参考），并记录此时工作台角度角度为A2；

（e）精磨齿轮分中对刀时，将相位差值（A2-A1）作为重要影响因素带入计算磨齿对刀的两个磨齿的相位调整值，最后，按照相位调整值进行相应调整相位后，磨齿至成品。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种人字齿对中量具，包括基准球（1）和基准盘（2），其特征在于，所述基准球（1）固定连接在量杆（3）的一端，基准球（1）的球心位于量杆（3）轴线上；所述基准盘（2）设有盘体（2a），基准盘（2）中部设有贯穿型基准孔，量杆（3）通过所述基准孔的配合滑动设在所述基准盘（2）上，盘体（2a）紧邻基准球（1）的端面构成基准盘（2）的基准面，量杆（3）的自由端杆段上设有长度刻度线，量杆（3）的标尺部分能够露出基准盘（2）的顶平面。

2.根据权利要求1所述的人字齿对中量具，其特征在于，所述基准盘（2）由盘体（2a）和中间凸起部形成气门形结构，且中间凸起部上设有用于对量杆（3）位置锁止的锁紧螺钉（4）。

3.根据权利要求1或2所述的人字齿对中量具，其特征在于，所述量杆（3）呈细长杆结构，其与基准盘（2）的配合长度大于或等于配合杆径的5倍。

4.根据权利要求1或2所述的人字齿对中量具，其特征在于，所述盘体（2a）的圆周方向上通过削边形成有削边平面，且所述基准孔的轴线平行于所述削边平面。

5.一种人字齿加工方法，包括精车端面、热处理和磨齿步骤，其特征在于，在齿宽精车和磨齿步骤中，均利用权利要求1～4中任意一项所述的人字齿对中量具，在对应加工设备上进行基于对刀需求的对中检测。

6.根据权利要求5所述的人字齿加工方法，其特征在于，在所述齿宽精车步骤中，对中检测包括以下步骤：

S1、校准基面确定：将车床刀架上能够与齿轮外圆形成相切关系的平面作为校准基面；

S2、第一旋向齿槽检测：选择第一旋向齿中距离所述校准基面最近的一个齿槽，将人字齿对中量具中基准盘（2）的基准面紧贴在第一齿部的外端面上，并将基准球（1）置于所选齿槽内，利用人字齿对中量具中的基准盘（2）或基准球（1）侧面抵靠在所述车床刀架上的校准基面上，并通过移动量杆（3）使基准球（1）与齿槽两侧壁接触，且在二者接触状态下读取量杆（3）的长度刻度线上与基准盘（2）的顶平面对齐的刻度值，并记录为δ1；

S3、第二旋向齿槽检测：在不改变被测齿轮与校准基面相对相位的条件下，将人字齿对中量具基准盘（2）的基准面紧贴在第二齿部的外端面上，并将基准球（1）置于第二齿部的待测齿槽内，利用S2中的相同构件与所述校准基面抵靠，并通过移动量杆（3）使基准球（1）与齿槽两侧壁接触，且在二者接触状态下，读取量杆（3）的长度刻度线上与基准盘（2）的顶平面对齐的刻度值，并记录为δ2；其中，所述待测齿槽与S2中已检测的齿槽共同形成人字形；

S4、数据处理，计算δ1与δ2的差值，并按齿宽对称平面居中的原则，将该差值作为两个端面精车加工量的差值。

7.根据权利要求6所述的人字齿加工方法，其特征在于，在所述精车端面的步骤中，还包括基于齿宽设计参数、工序加工余量和数据处理结果，计算精车齿轮各个端面的加工量，并按端面加工量计算结果精车齿轮各端面。

8.根据权利要求7所述的人字齿加工方法，其特征在于，所述齿宽参数包括总齿宽和单齿宽；或者，总齿宽或中部凹槽宽度。

9.根据权利要求5～8中任意一项所述所述的人字齿加工方法，其特征在于，在所述磨齿步骤中，对中检测包括以下步骤：

第一步；测量准备：包括将人字齿对中量具中的量杆（3）和基准盘（2）形成相对固定；在磨床砂轮架通过磁力表座、表架架设量表；

第二步，第一旋向齿槽检测：调整砂轮架与待磨齿轮的相对位置，选择第一旋向齿中距离磨床砂轮架最近的一个齿槽，将量杆（3）和基准盘（2）相对固定的人字齿对中量具中基准盘（2）的基准面紧贴在第一齿部的外端面上，并将基准球（1）置于所选齿槽内，利用外力使基准球（1）与齿槽两侧壁紧密接触，调整量表位置，使其表针顶在基准盘（2）或量杆（3）的圆柱面上，并压缩设定量；之后，转动磨床的旋转工作台，使量表的表针压缩量形成变化，在表针处于最大压缩值时，读取体现工作台相位角的刻度值并记为第一旋向齿的相位角A1；

第三步，第二旋向齿槽检测：调整砂轮架与待磨齿轮的相对位置，将量杆（3）和基准盘（2）相对固定，且量杆（3）和基准盘（2）的相对位置与第二步中量杆（3）和基准盘（2）的相对位置相同的人字齿对中量具中基准盘（2）的基准面紧贴在第二齿部的外端面上，并将基准球（1）置于待测齿槽内，利用外力使基准球（1）与齿槽两侧壁紧密接触，调整量表位置，使其表针顶在基准盘（2）或量杆（3）的圆柱面上，并压缩设定量；之后，转动磨床的旋转工作台，使量表的表针压缩量形成变化，在表针处于最大压缩值时，读取体现工作台相位角的刻度值并记为第二旋向齿的相位角A2；其中，所述待测齿槽与第二步中已检测的齿槽共同形成人字形；

第四步、数据处理，计算A1与A2的差值，并按齿宽对称平面居中的原则，将该差值作为两个旋向齿部错位的相位差。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述磨齿步骤中，还包括在磨齿对中检测前，将待测的成对齿槽进行光整磨削，该光整磨削仅将对应齿槽的两个侧面磨到全部见光即可；在获得相位差后，基于相位差和磨齿余量，确定两个旋向齿部磨削时的相位对应调整角度。

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