專利名稱：基于圓柱齒輪成形砂輪磨齒機(jī)床的面齒輪磨削加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于齒輪制造方法中的面齒輪數(shù)控銑齒、磨齒加工這一領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
面齒輪傳動是指圓柱齒輪與錐齒輪相嚙合實(shí)現(xiàn)空間相交或交錯軸之間的傳動。與錐齒輪相比較，面齒輪傳動具有重合度大、承載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)、振動小、占空間小等優(yōu)點(diǎn)。隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展，面齒輪傳動在飛行器的動力裝置中得到了廣泛應(yīng)用，占有很重要的地位。面齒輪加工方法是面齒輪研究的主要任務(wù)之一，近年來國內(nèi)外學(xué)者對其做了很多研究，但目前在國內(nèi)對面齒輪的加工方法大多為插齒加工，加工出的面齒輪精度較低，承載能力較差，使得面齒輪的應(yīng)用只能停留在低速、輕載的場合，并不能滿足航空器械的傳動要求，為了提高面齒輪的綜合傳動性能，必須實(shí)現(xiàn)面齒輪的高精度制造。要使面齒輪的傳動性能進(jìn)一步提高，一般需對面齒輪進(jìn)行熱處理，而熱處理將對面齒輪齒面產(chǎn)生熱脹變形，影響面齒輪的精度和傳動性能，由于熱處理后齒面硬度很高，采用一般的加工方法不易加工，必須研究磨齒加工方法才能解決。對于面齒輪銑齒和磨齒加工，國內(nèi)尚無現(xiàn)成機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)。在美國專利號 US6390894(B1)中，設(shè)計(jì)了一種面齒輪磨齒機(jī)床，該機(jī)床將面齒輪毛坯安裝臺設(shè)計(jì)為垂直方向，降低了機(jī)床的剛度，降低了加工精度，同時該機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)床運(yùn)動軸有十個之多，增加了數(shù)控控制的難度，也增加了成本。總體來說，近幾年對面齒輪磨齒加工的研究取得了一定進(jìn)展，但所設(shè)計(jì)的磨齒機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度和生產(chǎn)效率并不能完全滿足市場需要。本專利發(fā)明了一種利用盤形砂輪刀具在現(xiàn)有圓柱齒輪成形砂輪磨齒機(jī)床基礎(chǔ)上， 通過安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)面齒輪高精度磨齒的加工方法，該方法利用現(xiàn)有的圓柱齒輪成形砂輪磨齒機(jī)床和盤形砂輪，實(shí)現(xiàn)對面齒輪齒面的高精度創(chuàng)成，達(dá)到面齒輪高精度加工的效果，無需另行設(shè)計(jì)制造面齒輪的專用磨齒加工機(jī)床，大大降低了生產(chǎn)成本，縮短了開發(fā)周期。

發(fā)明內(nèi)容
本專利解決的技術(shù)問題是針對市場上面齒輪加工精度低、傳動性能差等缺陷，發(fā)明了一種利用盤形砂輪刀具在現(xiàn)有圓柱齒輪成形砂輪磨齒機(jī)床基礎(chǔ)上，通過安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺實(shí)現(xiàn)面齒輪高精度磨齒的加工方法。該方法可以對熱處理后的面齒輪進(jìn)行磨齒加工，實(shí)現(xiàn)對面齒輪的高精度加工，提高面齒輪的傳動性能。本專利發(fā)明的面齒輪磨齒加工方法，其特征是在機(jī)床分度工作臺上垂直安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4的分度盤旋轉(zhuǎn)軸線沿水平方向，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4配有電機(jī)與驅(qū)動器并連接至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制繞機(jī)床Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，面齒輪I安裝于附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4上，盤形砂輪2安裝于機(jī)床主軸上，在加工過程中，面齒輪I隨附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4繞 BI旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，同時面齒輪I隨機(jī)床A旋轉(zhuǎn)軸擺動，盤形砂輪2隨主軸繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)，同時盤形砂輪2在面齒輪的徑向進(jìn)行往返進(jìn)給運(yùn)動，加工完一個完整的齒槽后，面齒輪進(jìn)行分度運(yùn)動，以加工下一個齒槽，直到加工完整個面齒輪。由于面齒輪的輪齒處于齒輪的端面，因此要實(shí)現(xiàn)面齒輪的磨齒加工，必須在原機(jī)床分度臺上垂直安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)沿水平方向的分度功能，為了使改造后的機(jī)床保持很高的運(yùn)動精度，安裝的附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4配有電機(jī)與驅(qū)動器并連接至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制其實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動。由面齒輪I、盤形砂輪2及直齒輪3的嚙合規(guī)律可知，所利用的盤形砂輪2的軸向橫截面輪廓應(yīng)與直齒輪3的軸向輪廓完全相同。在加工過程中為了保證面齒輪I與盤形砂輪2精確的展成，面齒輪I隨機(jī)床BI旋轉(zhuǎn)軸繞自身軸線旋轉(zhuǎn)和隨附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺A旋轉(zhuǎn)軸擺動的轉(zhuǎn)速比是恒定的，并且
AiBl=NfINi(I)
權(quán)利要求
1.一種利用盤形砂輪刀具在現(xiàn)有圓柱齒輪成形砂輪磨齒機(jī)床基礎(chǔ)上，通過安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4實(shí)現(xiàn)面齒輪高精度磨齒的加工方法，其特征是在機(jī)床分度工作臺上垂直安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4的分度盤旋轉(zhuǎn)軸線沿水平方向，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4配有電機(jī)與驅(qū)動器并連接至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制繞機(jī)床Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，面齒輪I安裝于附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4上，盤形砂輪2安裝于機(jī)床主軸上，在加工過程中，面齒輪I隨附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4 繞BI旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，同時面齒輪I隨機(jī)床A旋轉(zhuǎn)軸擺動，盤形砂輪2隨主軸繞自身軸線高速旋轉(zhuǎn)，同時盤形砂輪2在面齒輪的徑向進(jìn)行往返進(jìn)給運(yùn)動，加工完一個完整的齒槽后，面齒輪進(jìn)行分度運(yùn)動，以加工下一個齒槽，直到加工完整個面齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工方法，其特征是數(shù)控轉(zhuǎn)臺4垂直安裝于機(jī)床分度工作臺上，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4的分度盤旋轉(zhuǎn)軸線沿水平方向，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4配有電機(jī)與驅(qū)動器并連接至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制繞機(jī)床Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工方法，其特征是盤形砂輪2的軸向橫截面輪廓與直齒輪3的軸向輪廓完全相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工方法，其特征是面齒輪I隨數(shù)控轉(zhuǎn)臺4繞BI旋轉(zhuǎn)軸繞自身軸線旋轉(zhuǎn)和隨機(jī)床A旋轉(zhuǎn)軸擺動的轉(zhuǎn)速比是恒定的，并且AiBl=NfINi(I)其中N。與Nf分別為直齒輪3與面齒輪I的齒數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的加工方法，其特征是面齒輪I每擺動一個微小的角度，盤形砂輪2在面齒輪的徑向進(jìn)行往返進(jìn)給一次，如此反復(fù)直到加工完一個完整的齒槽，加工完一個完整的齒槽后，面齒輪進(jìn)行分度運(yùn)動，以加工下一個齒槽，直到加工完整個面齒輪。
全文摘要
一種利用盤形砂輪在現(xiàn)有圓柱齒輪成形砂輪磨齒機(jī)床上，通過安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4實(shí)現(xiàn)面齒輪高精度磨齒的加工方法。其特征是在機(jī)床分度工作臺上垂直安裝一附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4的分度盤旋轉(zhuǎn)軸線沿水平方向，數(shù)控轉(zhuǎn)臺4配有電機(jī)與驅(qū)動器并連接至機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)，由數(shù)控系統(tǒng)控制繞機(jī)床Y軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，面齒輪1安裝于附加數(shù)控轉(zhuǎn)臺4上，盤形砂輪2安裝于機(jī)床主軸上，在加工過程中，面齒輪1繞B1旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，同時面齒輪1隨機(jī)床A旋轉(zhuǎn)軸擺動，盤形砂輪2隨主軸高速旋轉(zhuǎn)，同時盤形砂輪2在面齒輪的徑向有進(jìn)給運(yùn)動，該方法在現(xiàn)有機(jī)床基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)面齒輪的高精度加工，無需另行設(shè)計(jì)專用機(jī)床，降低了生產(chǎn)成本，縮短了開發(fā)周期。
文檔編號B23F23/08GK102601459SQ20121007398
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月20日
發(fā)明者唐進(jìn)元, 尹鳳, 邸拴虎, 雷頓財(cái) 申請人:唐進(jìn)元