專利名稱：一種對剃齒刀進行修形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪制造業(yè)中的剃齒工藝技術(shù)范疇，特別涉及一種對剃齒刀進行修形的方法。
背景技術(shù)：
剃齒作為一種經(jīng)濟、高效的齒輪精加工工藝方法，在齒輪制造行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。但是用標準齒形的剃齒刀剃齒后的齒輪齒形在節(jié)圓附近往往產(chǎn)生中凹，即“剃齒中凹”現(xiàn)象，使得被加工齒輪的齒形誤差增大，直接導(dǎo)致齒輪傳動過程中產(chǎn)生噪聲。目前，在實際生產(chǎn)中解決剃齒中凹的有效途徑是對剃齒刀進行修形，即在標準齒形的剃齒刀中部區(qū)域反凹修形。由于剃齒中凹現(xiàn)象是剃齒過程中多種誤差因素的綜合動態(tài)效應(yīng)造成的，使剃齒刀修形的具體位置及修形量很難精確確定，其反凹位置和凹入量主要憑工藝經(jīng)驗主觀判斷(位置大約在中部，凹入長度基本與工件齒面凹入長度相當)，修形目標性差，修磨次數(shù)多，修形效果差，導(dǎo)致剃齒加工生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本高。
在有關(guān)的文獻資料中，已有的剃齒刀修形方法是靠模板修形法、微機控制修形法等，這些方法僅僅提供了實現(xiàn)剃齒刀反凹修形的工藝方法，而修形的具體位置是靠試切法逐步確定的，修磨次數(shù)多，修形效果差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對剃齒刀進行修形的方法，使用該方法能精確確定剃齒刀修形的具體位置，進而借鑒已有的凹入量經(jīng)驗值，設(shè)計出較為精確的剃齒刀修形曲線，按此曲線對剃齒刀進行修形。
本發(fā)明基于剃齒中凹是由剃齒過程中剃齒刀與齒輪之間嚙合點數(shù)的變化所引起的切削點切入壓力的差異造成的理論，根據(jù)交錯軸圓柱齒輪(螺旋齒輪)無側(cè)隙嚙合方程和推導(dǎo)的公式，就可以較為準確地計算出剃齒過程中剃齒刀與工件嚙合點數(shù)發(fā)生變化的轉(zhuǎn)折點上剃齒刀相應(yīng)的曲率值，從而確定出剃齒刀上嚙合點數(shù)少、切入壓力大的具體區(qū)域，即確定出剃齒刀修形的具體位置范圍。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括下列步驟①設(shè)加工齒輪的參數(shù)為齒數(shù)Z1、法向模數(shù)mn、分圓法向壓力角αn、分圓螺旋角β1、分圓法向弧齒厚 漸開線終止點曲率半徑ρmax、漸開線起始點曲率半徑ρmin、剃齒超越量δ；剃齒刀的參數(shù)為齒數(shù)Z2、法向模數(shù)mn、分圓法向壓力角αn、分圓螺旋角β2、分圓法向弧齒厚 根據(jù)交錯軸齒輪傳動嚙合理論，計算出無側(cè)隙嚙合時齒輪與剃齒刀的理論嚙合線長L；②根據(jù)加工齒輪剃齒起始點曲率半徑ρmin及終止點曲率半徑ρmax，按嚙合對應(yīng)關(guān)系確定剃齒刀最大曲率半徑及其有效漸開線起始點曲率半徑ρmax′和ρmin′；③根據(jù)下列公式可計算出加工齒輪剃齒時實際嚙合點數(shù)轉(zhuǎn)變點處曲率值ρLCP和ρHCPρLCP=[ρmaxcosβb1-Pbn]cosβb1---(1)]]>
ρHCP=[ρmincosβb1+Pbn]cosβb1---(2)]]>式中Pbn-齒輪和剃齒刀的法向基節(jié)；βb1-齒輪的基圓螺旋角。
與以上ρLCP和ρHCP相對應(yīng)的剃齒刀剃齒過程中嚙合點數(shù)轉(zhuǎn)變點的曲率值ρHCP′和ρLCP′由下列公式計算ρHCP′=[L-ρLCPcosβb1]cosβb2=[L-ρmaxcosβb1+Pbn]cosβb2---(3)]]>ρLCP′=[L-ρHCPcosβb1]cosβb2=[L-ρmincosb1-Pbn]cosβb2---(4)]]>或ρLCP′=[ρmax′cosβb2-Pbn]cosβb2]]>式中βb2-剃齒刀的基圓螺旋角。
ρLCP和ρHCP即是實際剃齒刀修形位置的曲率起始點和終止點；④根據(jù)ρmax′和ρmin′及ρHCP′和ρLCP′值，借鑒已有的凹入量經(jīng)驗值(對于中等模數(shù)的剃齒刀推薦取值為0.003～0.008mm)，就可以較為精確地設(shè)計出剃齒刀的修形曲線。
本發(fā)明的有益效果是①修形目標性強剃齒刀反凹的位置范圍是經(jīng)過計算獲得的，減少了隨意試修形的盲目性。
②響應(yīng)速度快借助計算機編程技術(shù)，只要輸入重磨后剃齒刀的分圓弧齒厚 值，就可以很快地得到ρmax′和ρmin′及ρHCP′和ρLCP′值。
③適應(yīng)性廣修形對象是普通剃齒刀及徑向剃齒刀，設(shè)計上除了對嚙合角稍有要求之外，其余條件與設(shè)計普通剃刀完全相同。
④效率高利用本技術(shù)方法通常1次就可以達到較佳的修形效果，經(jīng)2～3次修正就可以滿足現(xiàn)工藝條件下的齒形有關(guān)設(shè)計要求。
⑤成本低減少了剃齒刀無效的修磨次數(shù)，提高了刀具的使用壽命和剃齒加工的生產(chǎn)效率。


圖1剃齒刀修形示意圖；圖2利用本發(fā)明進行剃齒刀修形后剃齒加工的齒輪齒形圖；圖3普通剃齒刀剃齒加工的齒輪齒形圖；圖4未使用本發(fā)明而試修磨的剃齒刀剃齒加工的齒輪齒形圖。
具體實施例方式
實施例以下利用本發(fā)明的剃齒刀修形方法對需剃齒加工的齒輪用剃齒刀進行修形；已知加工齒輪的有關(guān)參數(shù)是齒數(shù)Z1＝17法向模數(shù)mn＝4.7736分圓法向壓力角αn＝18.80°分圓螺旋角β1＝0°分圓弧齒厚S)n1=8.939]]>漸開線終止點曲率半徑ρmax＝27.5漸開線起始圓曲率半徑ρmin＝7.82剃齒超越量δ＝1.5
所用剃齒刀的有關(guān)參數(shù)是齒數(shù)Z2＝47法向模數(shù)mn＝4.7736分圓法向壓力角αn＝18.8°分圓螺旋角β2＝10°分圓弧齒厚S)n2=7.336]]>根據(jù)交錯軸齒輪無側(cè)隙嚙合理論計算公式和推導(dǎo)公式(1)、(2)、(3)和(4)，就可以計算得剃齒刀最大曲率半徑ρmax′＝49.125剃齒刀最小曲率半徑ρmin′＝28.233剃齒刀最高轉(zhuǎn)變點曲率半徑ρHCP′＝43.00剃齒刀最低轉(zhuǎn)變點曲率半徑ρLCP′＝34.35這樣就確定了剃齒刀修形的具體位置，再根據(jù)工藝經(jīng)驗確定凹入量值后就完成了剃齒刀的修形(如圖1所示)。
修形后的剃齒刀剃加工所得的齒輪齒形(如圖2所示)與未經(jīng)修形的普通剃齒刀(標準漸開線齒形)剃加工所得的齒輪齒形(圖3所示)和未使用本發(fā)明而試修磨的剃齒刀剃加工所得的齒輪齒形(圖4所示)相比，該發(fā)明的修形方法解決剃齒中凹問題的有效性是顯而易見的。
依據(jù)本發(fā)明的剃齒刀修形方法對普通剃齒刀修形試剃后齒輪齒形若仍不滿足設(shè)計要求時，通常僅僅只需對剃齒刀實際齒形角和凹入量或?qū)μ挲X刀最高轉(zhuǎn)變點曲率半徑ρHCP′和剃齒刀最低轉(zhuǎn)變點曲率半徑ρLCP′稍作調(diào)整就可以使加工的齒輪齒形滿足設(shè)計要求。
權(quán)利要求
1.一種對剃齒刀進行修形的方法，其特征是它包括下列步驟①設(shè)加工齒輪的參數(shù)為齒數(shù)Z1、法向模數(shù)mn、分圓法向壓力角an、分圓螺旋角β1、分圓法向弧齒厚 漸開線終止點曲率半徑ρmax、漸開線起始點曲率半徑ρmin、剃齒超越量δ；剃齒刀的參數(shù)為齒數(shù)Z2、法向模數(shù)mn、分圓法向壓力角an、分圓螺旋角β2、分圓法向弧齒厚 根據(jù)交錯軸齒輪傳動嚙合理論，計算出無側(cè)隙嚙合時齒輪與剃齒刀的理論嚙合線長L；②根據(jù)加工齒輪剃齒起始點曲率半徑ρmin及終止點曲率半徑ρmax，按嚙合對應(yīng)關(guān)系確定剃齒刀最大曲率半徑及其有效漸開線起始點曲率半徑ρmax和ρmin；③根據(jù)下列公式計算出加工齒輪剃齒時實際嚙合點數(shù)轉(zhuǎn)變點處曲率值ρLCP和ρHCPρLCP=[ρmaxcosβb1-Pbn]cosβb1---(1)]]>ρHCP=[ρmincosβb1+Pbn]cosβb1---(2)]]>式中Pbn-齒輪和剃齒刀的法向基節(jié)；βb1-齒輪的基圓螺旋角；與以上ρLCP和ρHCP相對應(yīng)的剃齒刀剃齒過程中嚙合點數(shù)轉(zhuǎn)變點的曲率值ρHCP′和ρLCP′由下列公式計算ρHCP′=[L-ρLCPcosβb1]cosβb2=[L-ρmaxcosβb1+Pbn]cosβb2---(3)]]>ρLCP′=[L-ρHCPcosβb1]cosβb2=[L-ρmincosb1-Pbn]cosβb2---(4)]]>或ρLCP′=[ρmax′cosβb2-pbn]cosβb2]]>式中βb2-剃齒刀的基圓螺旋角；ρLCP′和ρHCP′即是實際剃齒刀修形位置的曲率起始點和終止點；④根據(jù)ρmax′和ρmin′及ρHCP′和ρLCP′值，借鑒已有的凹入量經(jīng)驗值就可以較為精確地設(shè)計出剃齒刀的修形曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對剃齒刀進行修形的方法，其特征是所述已有的凹入量經(jīng)驗值對于中等模數(shù)的剃齒刀取值為0.003～0.008mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對剃齒刀進行修形的方法。本發(fā)明首先根據(jù)加工齒輪的ρ
文檔編號B23F21/28GK1781637SQ200510096129
公開日2006年6月7日 申請日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月10日
發(fā)明者蔡安江, 楊選文, 郭師虹 申請人:西安建筑科技大學(xué)