專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小模數(shù)弧齒錐齒輪和小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于小模數(shù)弧齒錐齒輪的優(yōu)越性能，小模數(shù)弧齒錐齒輪被廣泛地應(yīng)用在電動(dòng)工具、縫紉機(jī)械、儀表機(jī)械、園林機(jī)械等領(lǐng)域，量大、范圍廣。目前的小模數(shù)弧齒錐齒輪都是大小輪成對(duì)供應(yīng)，應(yīng)用企業(yè)裝配時(shí)必須成對(duì)安裝，并調(diào)整大小輪的安裝距，直至大小輪接觸區(qū)和嚙合間隙達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)要求。這一切在裝配過(guò)程中往往要占用較多的工作時(shí)間。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外人力成本不斷上升，不少大量需求小模數(shù)弧齒錐齒輪的企業(yè)一直在探索如何減少錐齒輪的裝配時(shí)間，提高小模數(shù)弧齒錐齒輪的裝配速度，降低裝配成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪的加工方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
所述方法包括如下步驟
1)分別對(duì)大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測(cè)量，由齒厚測(cè)量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；
2)用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪加工齒面誤差測(cè)試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；
3)對(duì)所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。通過(guò)以上技術(shù)方案，本發(fā)明的加工方法可以應(yīng)用于大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪，這種齒輪的安裝不需調(diào)整，替代傳統(tǒng)的成對(duì)配制供應(yīng)模式，可大大縮短裝配時(shí)間，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。


圖I為平頂齒輪加工原理，切削錐齒輪；
圖2為雙面法加工弧齒錐齒輪、齒寬中點(diǎn)在齒槽中間，凹面、凸面螺旋角都不同；
圖3為游標(biāo)卡尺測(cè)量齒厚示意 圖4為比較法測(cè)量齒厚示意 圖5為采用安裝基面作為基準(zhǔn)的齒厚測(cè)量裝置示意 圖6為圖5所測(cè)量齒輪的放大 圖7為圖6所示齒輪的齒厚測(cè)量放大圖；圖8為圖5所示齒厚測(cè)量裝置測(cè)小輪時(shí)的部分裝置結(jié)構(gòu)示意 圖9為采用數(shù)控三維測(cè)量?jī)H測(cè)量齒輪齒面的齒面范圍圖；(參照AGMA的標(biāo)準(zhǔn)，在齒面測(cè)量范圍內(nèi)齒高方向測(cè)量5個(gè)點(diǎn)，齒寬方向測(cè)量9個(gè)點(diǎn))
圖10為實(shí)施例I中大小輪結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖11為實(shí)施例I中采用數(shù)控三維測(cè)量所測(cè)量的大輪三維測(cè)量齒面誤差值；
圖12為實(shí)施例I中按照?qǐng)D11所獲得的網(wǎng)格 圖13為實(shí)施例I中采用數(shù)控三維測(cè)量所測(cè)量的小輪三維測(cè)量齒面誤差值；
圖14為實(shí)施例I中按照?qǐng)D13所獲得的網(wǎng)格圖。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，圓錐齒輪傳動(dòng)嚙合原理引入當(dāng)量圓柱齒輪概念、圓錐齒輪的加工應(yīng)用平頂齒輪切削原理，切削刀具垂直被切齒輪的根圓錐，被切齒輪按根錐角安裝。小模數(shù)弧齒錐齒輪采用雙重雙面切削加工方法，以及對(duì)大小輪的齒厚控制，借助于滾動(dòng)檢查機(jī)對(duì)輪齒接觸區(qū)的配對(duì)，嚙合間隙的控制，實(shí)現(xiàn)小模數(shù)弧齒錐齒輪的成對(duì)生產(chǎn)，成對(duì)供貨。圖中包括平頂產(chǎn)形齒輪101、切削刀盤(pán)102、齒根角103、根錐角104、被加工齒輪105。如圖2所示，小模數(shù)弧齒錐齒輪一般采用雙重雙面切削加工法，大小輪都用雙面法加工。雙面刀盤(pán)刀齒經(jīng)過(guò)齒槽切削一輪齒的凹凸面，輪齒凹面，輪齒凸面，齒槽中間在齒寬中點(diǎn)的螺旋角都不相同。上述二方面，這就要經(jīng)過(guò)一系列修正，才能使大小輪正常嚙合。并獲得所需輪齒接觸區(qū)。如圖3所示，圓錐齒輪的齒厚控制一般采用齒厚游標(biāo)卡尺測(cè)量，或如圖4所示，以比較法來(lái)控制齒厚，并通過(guò)滾動(dòng)檢查機(jī)來(lái)調(diào)試大小輪的接觸區(qū)，及嚙合間隙，達(dá)到大小輪成對(duì)相配，最終成對(duì)出廠(chǎng)。成對(duì)供應(yīng)的齒輪在應(yīng)用工廠(chǎng)要成對(duì)地安裝，并通過(guò)安裝距的調(diào)整，直至大小輪嚙合接觸區(qū)，嚙合間隙滿(mǎn)足運(yùn)轉(zhuǎn)要求。即這種成對(duì)生產(chǎn)的小模數(shù)弧齒錐齒輪在裝配時(shí)要修正安裝距，以達(dá)到所需的接觸區(qū)，所需的嚙合間隙，滿(mǎn)足運(yùn)轉(zhuǎn)要求。
本發(fā)明提供一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪加工方法，所述方法包括如下步驟
1)分別對(duì)大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測(cè)量，由齒厚測(cè)量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；
2)用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪加工齒面誤差測(cè)試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；
3)對(duì)所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。以下進(jìn)行詳述
具體來(lái)說(shuō)，步驟I)中，用如圖5所示的采用安裝基面作為基準(zhǔn)的齒厚測(cè)量裝置來(lái)進(jìn)行測(cè)量，該齒厚測(cè)量裝置設(shè)于安裝基面上。該齒厚測(cè)量裝置包括導(dǎo)軌5，所述導(dǎo)軌上設(shè)有可以前后移動(dòng)的導(dǎo)軌滑塊一 6和導(dǎo)軌滑塊二 7,所述導(dǎo)軌滑塊一 6上設(shè)有表?xiàng)U座8,所述表?xiàng)U座8上豎有表?xiàng)U尺9，所述表?xiàng)U尺9上設(shè)有可以沿表?xiàng)U尺9上下移動(dòng)的表?xiàng)U10，所述表?xiàng)U10與帶可更換測(cè)量球的百分表或數(shù)顯尺13相連，所述導(dǎo)軌滑塊二 7上安裝有可精確定位，旋轉(zhuǎn)被測(cè)齒輪的工作臺(tái)11，該工作臺(tái)11為用于測(cè)量大輪的工作臺(tái)，可更換為用于測(cè)量小輪的工作臺(tái)，所述導(dǎo)軌滑塊一 6與導(dǎo)軌滑塊二 7中間設(shè)有固定的定位座12，所述定位座12與所述表?xiàng)U座8之間設(shè)有放入塊規(guī)A的活動(dòng)空間，所述測(cè)量裝置還包括放置于工作臺(tái)11上的塊規(guī)B，在測(cè)量大輪即節(jié)錐角大于45°的齒輪的時(shí)候，需更換工作臺(tái)為測(cè)量大輪的工作臺(tái)，此時(shí)所述塊規(guī)A的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪中心的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪底部的距離相同；在測(cè)量小輪即節(jié)錐角小于45°的齒輪的時(shí)候，需更換工作臺(tái)為測(cè)量小輪的工作臺(tái)，此時(shí)所述塊規(guī)A的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪底部的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪中心的距離相同；所述測(cè)量球的尺寸與所測(cè)齒輪的齒厚相配。該齒厚測(cè)量裝置，測(cè)量方便、測(cè)量精度高、有效、可靠。圖6、7、8分別是該齒厚測(cè)量裝置測(cè)試時(shí)齒輪的細(xì)節(jié)圖。采用該齒厚測(cè)量裝置測(cè)量齒輪齒厚時(shí)要按與齒輪相配的測(cè)量球直徑尺寸d、測(cè)量球至安裝基面的尺寸A、B來(lái)調(diào)整好測(cè)量裝置。測(cè)量球直徑尺寸d、測(cè)量球至基準(zhǔn)尺寸A、B(齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪底部的距離、齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪中心的距離)必須計(jì)算正確。小輪(分圓錐角小于45° )按圖8所示方法測(cè)量。
步驟2)中，用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪加工齒面誤差測(cè)試、分析，修正加工參數(shù)；本發(fā)明里采用的是全自動(dòng)CNC三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪齒面進(jìn)行三維測(cè)量(圖9)。先將理論齒面進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)測(cè)量軟件測(cè)頭對(duì)齒面進(jìn)行測(cè)量，并與理論齒面進(jìn)行比較打印出齒面誤差值，并繪制出齒面網(wǎng)格圖，按齒面誤差值繪制的齒面網(wǎng)格圖可方便地、客觀(guān)地判斷輪齒切削狀況，并根據(jù)所判斷出的齒輪切削狀況，通過(guò)修正機(jī)床、刀具等的切削參數(shù)，確保加工出的齒面達(dá)到滿(mǎn)意，合格要求。步驟3)中，對(duì)所加工的齒輪在生產(chǎn)最后齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙確認(rèn)時(shí)，要壓縮滾動(dòng)檢查機(jī)檢查大小輪輪齒接觸區(qū)，檢查大小輪安裝距誤差，并用塊規(guī)校正安裝距。以上述二點(diǎn)為基礎(chǔ)，由滾動(dòng)檢查機(jī)調(diào)試大小輪齒面嚙合接觸區(qū)，以及嚙合間隙。非常重要的是要壓縮大小輪在檢查機(jī)上安裝距的誤差，來(lái)確認(rèn)大小輪最佳的嚙合接觸區(qū)和所需的嚙合間隙。滾動(dòng)檢查機(jī)上可用精密塊規(guī)對(duì)安裝距進(jìn)行校檢。同時(shí)必須考慮大小輪的熱處理變形量。大批量生產(chǎn)時(shí)，可用多臺(tái)切削機(jī)床同時(shí)進(jìn)行加工統(tǒng)一參數(shù)的大小輪，但切削機(jī)床的安裝輪位、刀位必須一致。由齒厚測(cè)量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值，及CNC三維數(shù)字測(cè)量?jī)x達(dá)到一致的輪齒曲面。按本發(fā)明所述加工方法，大批量生產(chǎn)的大小輪，可在正確安裝距下達(dá)到理想嚙合狀態(tài)，不需通過(guò)調(diào)整，可實(shí)現(xiàn)任一大輪和任一小輪安裝嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)一步推動(dòng)小模數(shù)弧齒錐齒輪加工技術(shù)的變革。安裝齒輪的箱體，要確保其齒輪安裝距的精確性，也可實(shí)施修正方法，使箱體安裝齒輪的安裝距達(dá)到要求，滿(mǎn)足可換齒輪的裝配要求。本發(fā)明的主要點(diǎn)是以安裝基面為齒厚測(cè)量的基準(zhǔn)對(duì)被加工齒輪進(jìn)行齒厚測(cè)量。及應(yīng)用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)被加工齒輪齒面進(jìn)行測(cè)量，本實(shí)施例中所采用的三維數(shù)字測(cè)量?jī)x是德國(guó)Klingelnberg公司的P26全自動(dòng)數(shù)控測(cè)量中心。實(shí)施例I
以一組齒輪加工為例，
I)分別對(duì)大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測(cè)量，由齒厚測(cè)量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；
如圖7所示，計(jì)算出測(cè)量球及測(cè)量球至安裝基面尺寸。Z大=37、Z小=9，軸間角 δ =90。
m觀(guān)=1·387P螺旋角=35 °α齒形角=20 °
首先，計(jì)算出此測(cè)量齒厚、安裝基準(zhǔn)至測(cè)量球尺寸，
大輪
測(cè)量球d= Φ I. 75mm 測(cè)量球至安裝基面尺寸 A1=22. 25mm B1=H. 40mm 小輪
測(cè)量球尺寸(1=Φ I. 75mm 測(cè)量球至安裝基面尺寸 A2=Il. 75mmB2=5. 296mm
2).用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪加工齒面誤差測(cè)試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；
即，采用全自動(dòng)CNC三維數(shù)字測(cè)量?jī)x，對(duì)大小輪齒面進(jìn)行三維測(cè)量，并繪制網(wǎng)格圖(圖1Γ 圖 14).
在上述二點(diǎn)實(shí)施中，控制大小輪齒厚一致性，及輪齒齒面形狀一致性，采用國(guó)產(chǎn)四軸聯(lián)動(dòng)125毫米數(shù)控銑齒機(jī)進(jìn)行大小輪的批量加工。所采用加工機(jī)床要保證加工精度。3)、對(duì)所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。通過(guò)以上步驟，本實(shí)施例達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)，在所加工的大小輪中，在正確的安裝距下，可達(dá)到任一大輪與任一小輪嚙合，達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)要求。
權(quán)利要求
1.一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 分別對(duì)大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測(cè)量，由齒厚測(cè)量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值； 用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪加工齒面誤差測(cè)試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面； 對(duì)所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。
2.如權(quán)利要求I所述一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪加工方法，其特征在于，所述步驟I)中的齒厚測(cè)量裝置包括導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上設(shè)有可以前后移動(dòng)的導(dǎo)軌滑塊一和導(dǎo)軌滑塊二，所述導(dǎo)軌滑塊一上設(shè)有表?xiàng)U座，所述表?xiàng)U座上豎有表?xiàng)U尺，所述表?xiàng)U尺上設(shè)有可以沿表?xiàng)U尺上下移動(dòng)的表?xiàng)U，所述表?xiàng)U與帶可更換測(cè)量球的百分表或數(shù)顯尺相連，所述導(dǎo)軌滑塊二上安裝有可精確定位，旋轉(zhuǎn)被測(cè)齒輪的工作臺(tái)，該工作臺(tái)為用于測(cè)量大輪的工作臺(tái)，可更換為用于測(cè)量小輪的工作臺(tái)，所述導(dǎo)軌滑塊一與導(dǎo)軌滑塊二中間設(shè)有固定的定位座，所述定位座與所述表?xiàng)U座之間設(shè)有放入塊規(guī)A的活動(dòng)空間，所述測(cè)量裝置還包括放置于工作臺(tái)上的塊規(guī)B，在測(cè)量大輪即節(jié)錐角大于45°的齒輪的時(shí)候，需更換工作臺(tái)為測(cè)量大輪的工作臺(tái)，此時(shí)所述塊規(guī)A的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪中心的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪底部的距離相同；在測(cè)量小輪即節(jié)錐角小于45°的齒輪的時(shí)候，需更換工作臺(tái)為測(cè)量小輪的工作臺(tái)，此時(shí)所述塊規(guī)A的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪底部的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測(cè)齒輪的齒厚測(cè)量點(diǎn)到齒輪中心的距離相同；所述測(cè)量球的尺寸與所測(cè)齒輪的齒厚相配。
3.如權(quán)利要求I所述一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪加工方法，其特征在于所述步驟2)中，先將理論齒面進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)測(cè)量軟件測(cè)頭對(duì)齒面進(jìn)行測(cè)量，并與理論齒面進(jìn)行比較打印出齒面誤差值，并繪制出齒面網(wǎng)格圖，按齒面誤差值繪制的齒面網(wǎng)格圖可方便地、客觀(guān)地判斷輪齒切削狀況，并通過(guò)修正機(jī)床、刀具等的切削參數(shù)，確保齒面達(dá)到滿(mǎn)意，合格要求。
4.如權(quán)利要求I所述一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪加工方法，其特征在于所述步驟3)中，嚙合間隙確認(rèn)時(shí)，要壓縮滾動(dòng)檢查機(jī)大小輪安裝距誤差，并用塊規(guī)校正安裝距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪的加工方法。所述方法包括如下步驟1) 分別對(duì)大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測(cè)量，由齒厚測(cè)量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；2) 用三維數(shù)字測(cè)量?jī)x對(duì)大小輪加工齒面誤差測(cè)試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；3) 對(duì)所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。本發(fā)明的加工方法可以應(yīng)用于大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線(xiàn)齒輪，這種齒輪的安裝不需調(diào)整，替代傳統(tǒng)的成對(duì)配制供應(yīng)模式，可大大縮短裝配時(shí)間，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。
文檔編號(hào)B23F23/12GK102896380SQ20121034119
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月16日
發(fā)明者王友利, 文一木 申請(qǐng)人:浙江豐立機(jī)電有限公司