[發明專利]一種提高單一齒距加工精度的鄰齒易位磨齒工藝

無效

• 申請號: 201210279923.6
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102784971A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 王立鼎;凌四營;婁志峰;馬勇;王曉東
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23F5/02
• 分類號: B23F5/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

技術領域

本發明屬于齒輪及齒輪刀具精密制造技術領域，涉及一種提高單一齒距加工精度的鄰齒易位磨齒工藝。

背景技術

分度精度是齒輪或齒輪刀具制造精度中的最重要的指標之一。其中單一齒距偏差f_pt是齒輪國家標準GB/T?10095.1-2008和齒輪國際標準ISO1328-1:1995中規定的四項必檢項目之一，同時也是超精密齒輪或齒輪刀具加工與測試中亟待解決的難題之一。工業生產中常采用高精度分度盤作為分度元件加工超精密齒輪或齒輪刀具。根據誤差傳遞理論，被加工齒輪或齒輪刀具的單一齒距偏差要高于分度元件的單一齒距偏差。因此，要提高被磨齒輪的單一齒距加工精度，常用的方法是創新設計更高精度的分度裝置。例如，中國發明專利[ZL200910309243.2]公布了一種可實現1-0級齒距加工精度的磨齒機用高精度端齒自動裝置，其中精密端齒盤也是迄今為止具有最高分度精度的機械分度元件。高精度的分度元件為1-0級單一齒距加工與測試技術提供了良好的解決方案，然而被磨齒輪或齒輪刀具的齒距加工精度仍不會高于高精度分度元件的分度精度。另外，由于制造成本和知識產權等方面的問題，該發明專利尚未進行產業化。除了采用高精度的分度裝置外，創新的加工工藝亦能提高被磨齒輪或齒輪刀具的單一齒距加工精度，且具有成本低，操作簡便的優點。然而，在改善單一齒距加工工藝方面，未見有相關專利文獻。

發明內容

為提高被磨齒輪或齒輪刀具的單一齒距加工精度，本發明提供了一種在現有磨齒設備上即可采用的鄰齒易位磨齒工藝方法。

本發明的技術方案如下：

齒輪的單一齒距偏差f_pt是齒輪必檢項目中最難保證的精度指標之一。它的誤差源主要來自分度元件(例如：分度盤)制造誤差與加工過程中的隨機誤差。雖然高精度分度盤的齒槽單一齒距偏差對被磨齒輪的加工來說屬于系統誤差，但分度盤齒槽自身加工過程中的誤差具有一定的隨機性，致使被加工齒輪或齒輪刀具的單一齒距誤差曲線呈現某些隨機特性。不管采用何種分度系統，被磨齒輪或齒輪刀具單一齒距誤差曲線多呈現高低起伏變化的一組封閉曲線，且單一齒距偏差的代數和為零。該誤差曲線中即包含有分度元件的單一齒距偏差(系統誤差)，也包含加工過程中的隨機誤差與操作誤差等。

如果將齒坯相對于分度元件錯位一齒，則兩組單一齒距的誤差曲線將發生干涉現象，致使部分有相對加工余量的齒面參與再加工，而部分沒有相對加工余量的齒面不參與再加工。只要合理控制參與再加工的齒數或加工余量，利用相鄰兩齒單一齒距誤差相干涉的原理可減小有相對加工余量某些齒面的單一齒距偏差，從而達到提高被磨齒輪單一齒距加工精度的目的。這就是本發明提出的提高單一齒距加工精度的鄰齒易位磨齒工藝。由于鄰齒易位磨齒工藝屬于微量精密磨削過程，且進給精度直接影響單一齒距的加工精度，因此，控制參與再加工的齒數應略超過總齒數的一半齒為佳，控制加工余量為原始單一齒距偏差曲線的峰值。

根據易位的方向和易位的次數不同，鄰齒易位磨齒工藝可通過“向前易位一齒”或“向后易位一齒”兩種一次鄰齒易位來實現；亦可通過“先向前易位一齒然后向后易位兩齒”或“先向后易位一齒然后向前易位兩齒”兩種二次鄰齒易位來實現。兩種一次鄰齒易位提高單一齒距加工精度的理論效果一致，最終被磨齒輪或齒輪刀具的單一齒距偏差曲線相差一齒的相位；兩種二次鄰齒易位的易位提高單一齒距加工精度的理論效果與相位角完全一致，且整體效果優于一次鄰齒易位。

本發明提供的鄰齒易位磨齒工藝其有益效果在于，不需要增加任何附加裝置，在現有磨齒設備上即可采用；磨齒操作中僅增加了齒坯與分度元件相對安裝位置的調整與控制，操作簡便。應用本發明提供的鄰齒易位磨齒工藝，可在已有磨齒工藝基礎上減小20%左右的單一齒距偏差，使被磨齒輪的齒距精度提高1個等級(GB/T?10095.1-2008)；即便應用高精度的分度裝置，采用本發明提供的易位磨齒工藝亦能進一步提高被磨齒輪或齒輪刀具的單一齒距加工精度。

附圖說明

圖1不易位時分度元件與被磨齒坯的相對位置。

圖2?向后一次鄰齒易位示意圖。

圖3?一種二次鄰齒易位示意圖。

具體實施方式

首先應用現有的磨齒工藝完成齒面的精加工(如圖1所示)，并測量某組齒面的單一齒距偏差f_pt。然后根據被加工齒輪或齒輪刀具的精度要求，選擇一次或二次鄰齒易位磨齒工藝。若采用一次鄰齒易位磨齒工藝，將齒坯相對于分度元件向前或向后轉動一齒的相位，然后進行再加工(如圖2所示)；控制參與再加工的齒數要略超過總齒數的一半，或控制加工余量為原始單一齒距偏差曲線的峰值，即約為2f_pt。也可采用二次鄰齒易位磨齒工藝，即先向后易位一齒然后向前易位兩齒(如圖3所示)或先向前易位一齒然后向后易位兩齒。每次鄰齒易位均要控制參與再加工的齒數要略超過總齒數的一半，或控制加工余量為加工前齒坯單一齒距偏差曲線的峰值。