[發明專利]一種三角花鍵滾齒刀具的設計方法

有效

• 申請號: 201610698232.8
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN106180911B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: 章邦軍;何金根;徐剛春
• 申請（專利權）人: 荊州恒隆汽車技術（檢測）中心
• 主分類號: B23F21/16
• 分類號: B23F21/16
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所(普通合伙)42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域

本發明涉及一種三角花鍵滾齒刀具的設計方法，屬汽車動力轉向器總成轉向臂軸三角花鍵加工技術領域。

背景技術

現有的汽車動力轉向器總成中轉向臂軸三角花鍵（見圖1），是采用滾齒圓弧刀具（見圖二）齒形來加工的。由于滾銑削是用展成法加工，三角花鍵齒形兩側齒面又是直面，如果理論上用展成模擬法，得出的刀具齒形應是漸開線曲線。但目前傳統滾齒刀具齒形是用圓弧線近似漸開線曲線，這種刀具加工出的工件齒形就近似于直面，針對三角花鍵角度精度要求不高（角度精度在±2°）的工件齒形，是可以滿足要求的；但它無法滿足角度在±0.2°工件齒形的高精度公差要求。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種三角花鍵滾齒刀具的設計方法，通過該方法生產的三角花鍵滾齒刀具可代替傳統圓弧齒形刀具，有效提高三角花鍵角度精度，從而滿足工件齒形的高精度公差要求。

本發明是通過如下技術方案來實現的：

一種三角花鍵滾齒刀具的設計方法，其特征在于，它包括以下步驟：

1）、首先通過齒條與齒輪嚙合線方法，求出共軛刀具齒形；

2）、建立XOY坐標系；以工件齒形面頂點為嚙合點（即O點），建立XOY坐標系，

3）、畫齒形圓，工件齒形為直線三角形，由工件中心O1畫切于齒形線的圓，該圓為齒形圓，其半徑r=R*sinγ。（其中：R為齒輪半徑，γ為齒輪中心線與齒形延伸線之間的夾角。）

4）、畫嚙合點圓；以工件中心O1為圓心，半徑為R畫嚙合點圓（即齒頂圓），也就是過嚙合點O（即坐標原點）。

5）、嚙合點圓分度；在嚙合點圓上，自嚙合點O（即坐標原點）起，截取若干相等的圓弧線段，進行分度，而得點1、2、3、4……n。

6）、畫齒形圓切線。通過若干嚙合點圓分度點1、2、3、4……n分別畫齒形圓的切線。這樣就得出工件齒形的連續旋轉位置。

7）、做垂直線（即法線）。由于共軛齒形在接觸點處的公法線必須經過節點O（即坐標原點）。所以過O點可以向不同位置的工件齒形圓切線做垂直線（即做法線），與相應的工件齒形圓切線相交于1′、2′、3′、4′……n′，n′為正整數。

8）、在X軸上分度；在X軸上截取等分點a_1、a_2、a_3、a₄……a_n；a_n 為正整數；使

9）、復制垂直線；分別將線段O1′、O2′、O3′、O4′……O n′；復制與OX軸上點a_1、a_2、a_3、a₄……a_n相交，得出線段a₁a₁′、a₂a₂′、a₃a₃′、a₄a₄′……a_na_n′；

10）、得出共軛刀具漸開曲線；連接點a₁′、a₂′、a₃′、a₄′……a_n′得出與工件共軛刀具漸開曲線；

11）、求出刀具法向齒形；根據工件的分度圓直徑、齒距、齒頂高、齒根高而設計出刀具齒形；

12）、模擬驗證：將以上齒形再進行電腦模擬加工來驗證刀具齒形的正確性；

13）、刀具加工：通過OX坐標軸，可以計算出刀具齒形a₁′、a₂′、a₃′、a₄′……a_n′各個坐標點的坐標值；通過坐標值可以繪制出齒形；將刀具齒形的所有點的坐標值輸入數控加工機床程序內，即可加工出滿足工件齒形的高精度公差要求的三角花鍵滾齒刀具。

本發明與現有技術相比的有益效果在于：

本發明利用齒條和齒輪嚙合法，求出刀具法向共軛齒形，從而代替傳統圓弧齒形。對于大型、高精度的三角花鍵齒形，可以大大改善工件齒形的加工精度。

附圖說明

圖1為轉向臂軸三角花鍵的示意圖；

圖2為滾齒圓弧刀具的齒形示意圖；

圖3為本發明三角花鍵的滾齒刀具齒形示意圖；

圖4為圖3的A處放大示意圖；

圖5建立XOY坐標系圖；

圖6為齒形圓圖；