[發明專利]一種弧齒錐齒輪的全工序加工方法

有效

• 申請號: 201811013116.3
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109101754B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發明（設計）人: 楊羽;毛世民
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種弧齒錐齒輪的全工序加工方法，包括如下步驟：1)給定大輪齒面；2)設計齒輪副的接觸特性目標；3)確定大輪齒面相關參數；4)確定小輪目標齒面參數；5)確定小輪使用頻率較高一面的加工參數；6)確定小輪另外一面的加工參數；7)完成小輪齒面的展成。解決了現有技術的全工序加工方法將搖臺結構機床的調整參數等效轉換到Free?form式CNC機床上，不利于制造出嚙合性能良好的齒面的問題。本發明是直接面向Free?form式CNC機床的四軸聯動全工序加工方法，能夠保證加工出設計齒面的同時加工出設計齒深,加工出的弧齒錐齒輪的嚙合性能良好。

技術領域

本發明涉及弧齒錐齒輪技術領域，尤其涉及一種弧齒錐齒輪的全工序加工方法。

背景技術

五刀法是傳統的弧齒錐齒輪加工方法，生產線由五道工序完成，即大輪粗切、大輪精切、小輪粗切、小輪凹面精切、小輪凸面精切，一個生產線由五臺機床、五個刀盤構成。上述方法存在以下問題：小輪精加工中凹面和凸面是分開的，齒根部分難以做到圓滑過渡，會形成臺階，影響輪齒強度；再者，一套齒輪需裝卸五次，效率低；機床、刀具品種多，不利于管理。

為了提高生產效率和產品質量，現在逐漸采用全工序法加工弧齒錐齒輪。全工序法生產線只需要兩臺機床，即大輪粗精切、小輪粗精切。大、小輪均采用雙面刀盤加工，只用一個刀盤同時完成凹面和凸面的切削，齒根過渡較平滑，增強齒輪強度；一套齒輪只需裝卸兩次，提高效率，減少人為操作誤差，提高了加工精度和產品一致性。因此，相比傳統的五刀法，全工序法有生產效率高、成本低、加工精度高、齒輪強度高等優點。

但是，由于全工序法加工小輪是用一把刀盤同時切削凹面和凸面，機床加工運動會同時影響兩面的齒面形式，所以全工序法對齒輪副嚙合性能的保證比五刀法約束多、難度大。

現有全工序加工方法主要有如下局限性：

(1)雖然Free-form式CNC機床已經大量使用，但是目前對全工序法的加工思想都是基于傳統的搖臺結構機床，只是把搖臺結構機床的調整參數等效轉換到Free-form式CNC機床上，加工思想仍然局限在搖臺結構機床上，不能用充分利用Free-form式CNC機床的潛能，也不利于制造出嚙合性能良好的齒面；

(2)把帶刀傾機構的搖臺結構機床等效轉換到Free-form式CNC機床都需要五軸聯動加工，但是工件擺動軸的制造較困難，運動精度也很難保證；

(3)等效轉換方法在齒深控制方面需要進行優化處理；

(4)目前對全工序法齒面能夠準確保證的只有齒面上接觸斑點中心的一階參數和二階參數，全工序法齒輪副的嚙合性能比五刀法要差，因此全工序法弧齒錐齒輪的嚙合性能有待改善。

發明內容

本發明的目的在于提供一種弧齒錐齒輪的全工序加工方法，解決了現有技術的全工序加工方法將搖臺結構機床的調整參數等效轉換到Free-form式CNC機床上，不利于制造出嚙合性能良好的齒面的問題。本發明是直接面向Free-form式CNC機床的四軸聯動全工序加工方法，能夠保證加工出設計齒面的同時加工出設計齒深,加工出的弧齒錐齒輪的嚙合性能良好。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供了一種弧齒錐齒輪的全工序加工方法，包括以下步驟：

步驟1)、給定大輪齒面：給定大輪刀具尺寸參數和大輪機床調整參數，確定大輪齒面；

步驟2)、預設齒輪副的接觸特性目標：對大輪使用頻率較高的一面和小輪使用頻率較高的一面，預設傳遞規律函數、接觸跡線形狀、接觸跡線位置和接觸斑點中心處瞬時接觸橢圓長軸長度；對大輪另一面和小輪另一面，預設接觸斑點中心位置、接觸跡線方向、接觸斑點中心處的瞬時接觸橢圓長軸長度和接觸斑點中心處的角加速度；