[發明專利]一種注塑面齒輪電極及注塑面齒輪的加工方法

有效

• 申請號: 201110381785.8
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN103128385A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 李海周;徐尚祥
• 申請（專利權）人: 深圳市兆威機電有限公司
• 主分類號: B23H1/04
• 分類號: B23H1/04;G06F17/50;B23F13/00;B23H9/00
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【技術領域】

本發明涉及一種注塑面齒輪電極及注塑面齒輪的加工方法，特別涉及一種采用展成法加工出注塑面齒輪的電極三維圖，然后通過數控機床加工注塑面齒輪的電極，加工好的注塑面齒輪電極通過電火花加工出面注塑齒輪型腔，再注塑出面齒輪的方法。

【背景技術】

面齒輪傳動是一種圓柱齒輪與面齒輪相嚙合的齒輪傳動。當面齒輪的輪齒分布在一個圓平面上，錐齒輪即為面齒輪，從而泛稱為面齒傳動。面齒輪的齒面幾何形狀已不是常見的漸開線齒面或者其他常見的齒面，其齒面形狀相當復雜。同時，面齒輪的輪齒具有在靠近軸線的內徑處的齒根易產生跟切和在遠離軸線的外經處的齒頂易變尖等特俗的幾何現象。而且面齒輪的輪齒所在的圓平面的半徑的大小，以及輪齒的個數不同，所產生的輪齒的形狀也不盡相同。

由于國外對面齒輪加工技術實行嚴格保密，致使其加工技術在國內還未能掌握，而國內對面齒輪的研究還主要集中于對面齒輪設計階段，主要包括面齒輪齒面方程的研究，而面齒輪接觸分析的研究、面齒輪傳動應力的研究、面齒輪彈流潤滑的研究以及面齒輪插齒加工仿真的研究。而對于面齒輪的加工技術來說，面齒輪可以采用插齒、滾齒和磨齒的加工方法加工，而國內只有極少數技術資料或者相關的專利披露了插齒加工和滾齒加工的方法，如中國專利申請號為201110053078.6、名稱為一種面齒輪數控滾齒加工控制裝置及加工控制方法以及中國專利申請號為201010269920.5、名稱為一種面齒輪滾齒加工設備均是通過滾齒加工的方法來加工面齒輪，對面齒輪插齒加工的研究也只有南京航空航天大學的朱如鵬的團隊對面齒輪的插齒技術和磨齒原理進行了初步的研究，其在普通插齒機上實現的面齒輪的粗加工，其加工出的面齒輪的精度很低，實用性不強。

無論是插齒加工、滾齒加工，在加工時都需要采用專用的軟件去驅動面齒成形刀具才能加工，而且每種模數面齒須對應一種成形刀具，所以購買這些專用軟件以及成型刀具來加工面齒輪成本高昂，另一方面由于成型刀具對面齒輪胚的壓力，使面齒輪會產生些許的形變，致使加工出的面齒輪精度不高，如果要提高面齒輪的精度和硬度，還需要進行磨齒加工，工藝復雜，設備也較昂貴。

【發明內容】

本發明的目的就是為了解決現有技術存在的問題，提出了一種新的注塑面齒輪電極及注塑面齒輪的加工方法。注塑面齒輪電極實際上也是一種金屬面齒輪，所以所述的注塑面齒輪電極的加工方法也適用于金屬面齒輪的加工方法。

本發明的原理在于：

面齒輪的齒面非常復雜，直接由面齒輪的方程式構造完成的面齒輪非常困難，但是面齒輪傳動是一種圓柱齒輪與面齒輪相嚙合的齒輪傳動，制造出來的面齒輪是要與圓柱齒輪相互嚙合才能有效傳動的，雖然面齒輪根據面齒輪的方程式難以構成完成面齒輪，但是圓柱齒輪卻可以根據圓柱齒輪的方程式可以很容易的構造出圓柱齒輪，所以只要知道圓柱齒輪的尺寸、圓柱齒輪與面齒輪的相對位置以及面齒輪的齒寬，即可根據圓柱齒輪的形狀按照動畫展成法生成面齒輪的三維矢量圖，根據面齒輪的三維圖然后通過數控機床加工出金屬面齒輪，或者加工出面齒輪電極，然后再采用電火花加工注塑面齒輪的模具型腔。

本發明的具體技術方案如下：

本發明提供一種注塑面齒輪電極的加工方法，其特征在于，該方法包括：

在三維畫圖軟件中設定實際圓柱齒輪的截面直徑、圓柱齒輪齒數、圓柱齒輪齒距、面齒輪齒盤的內徑、面齒輪齒盤的內徑、面齒輪的中心軸和與該面齒輪傳動的圓柱齒輪中心軸的夾角、面齒輪齒盤的中心距圓柱齒輪的中心軸的距離，并保證面齒輪的齒寬小于或等于圓柱齒輪的長度，然后采用展成法生成面齒輪的三維矢量圖，根據生產的面齒輪三維矢量圖再借助數控機床加工出面齒輪電極。

該方法進一步包括：

在三維畫圖軟件中根據實際圓柱齒輪的截面直徑、圓柱齒輪的長度、齒數、齒深以及齒距參數構建一圓柱齒輪的三維矢量圖；

在該三維畫圖軟件中根據實際面齒輪的齒盤的內徑、面齒輪齒盤的外徑以及面齒輪的中心軸和與該面齒輪傳動的圓柱齒輪中心軸的夾角構建一面齒輪胚；

在三維畫圖軟件中調節圓柱齒輪和面齒輪的相對位置與實際面齒輪和圓柱齒輪的相對位置相同；

通過動畫展成法生成面齒輪的三維矢量圖；

根據生產的面齒輪三維矢量圖再借助數控機床加工出注塑面齒輪電極。

所述相對位置信息包括面齒輪齒盤的中心距圓柱齒輪的中心軸的距離和面齒輪齒盤的中心距圓柱齒輪前端面的距離。

所述三維畫圖軟件為UG軟件。