[發明專利]一種考慮齒面精度特性的漸開線圓柱齒輪包絡銑削加工方法

有效

• 申請號: 201910059324.5
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109663991B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 郭二廓;任乃飛;周長祿;王杰;張新洲
• 申請（專利權）人: 南京工大數控科技有限公司
• 主分類號: B23F5/20
• 分類號: B23F5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮齒面精度特性的漸開線圓柱齒輪包絡銑削加工方法，其特征在于，包括：

S01：根據待加工齒輪工件參數，選擇刀具，確定刀具直徑和刀具切削刃長度；

S02：采用偏心銑削方式進行加工，確定刀具軸線相對于齒輪軸線的動態偏心量e_i；

S03：根據齒輪的齒面主要嚙合區域的精度要求，通過構建齒廓方向走刀步長公式，求解走刀步長沿齒廓方向的最大間距Δl_max、兩個刀位點的相鄰步長間距Δl_i以及齒面上各刀位點對應的漸開線展開角度u_i，構建漸開線齒廓展開角度與齒面殘高差之間的曲線方程Δt_i＝f(Δu_i)，最終確定加工刀位點；

S04：根據刀位點規劃走刀路徑。

2.根據權利要求1所述的考慮齒面精度特性的漸開線圓柱齒輪包絡銑削加工方法，其特征在于，所述步驟S01中，對于中小模數漸開線圓柱齒輪選用立銑刀或棒銑刀，對于大模數漸開線圓柱齒輪選用圓錐盤形銑刀或棒銑刀。

3.根據權利要求2所述的考慮齒面精度特性的漸開線圓柱齒輪包絡銑削加工方法，其特征在于，所述步驟S01中，刀具直徑D_t≥φ10mm，刀刃長度L_t≥20mm。

4.根據權利要求1所述的考慮齒面精度特性的漸開線圓柱齒輪包絡銑削加工方法，其特征在于，所述偏心量e_i的計算公式為：

式中，r_b為齒輪基圓半徑；σ₀為基圓齒槽半角；u_i為齒面上各刀位點對應的漸開線展開角度；為與齒輪固連的回轉工作臺轉動角度，且D_t為刀具直徑。

5.根據權利要求1所述的考慮齒面精度特性的漸開線圓柱齒輪包絡銑削加工方法，其特征在于，所述S03步驟具體為：

S03.1將刀具沿齒輪齒廓方向的刀位點等分成n等份，齒面上各刀位點按照拋物線方程分布，設走刀步長沿齒廓方向的最大間距為Δl_max，最小間距為Δl_min＝Δl_max/5，兩個刀位點的相鄰步長間距為Δl_i，刀具沿齒廓方向的走刀步長滿足下式：

S03.2根據給定的齒輪工件，得到齒面漸開線沿徑向高度為H，由公式(3)可以求解出走刀步長沿齒廓方向的最大間距Δl_max：

S03.3將S03.2步驟中求解得到的Δl_max代入公式(2)中，遍歷走刀數目i∈[0,n]，依次得到齒面上各刀位點對應的的步長間距為Δl_i；

S03.4已知Δl_max和當前走刀數目i，由公式(4)，得到拋物線方程上每一個刀位點(x_p，y_p)對應的齒面上漸開線展開角度u_i：

式中，r_f為齒根圓半徑；r_b為基圓半徑；σ₀為基圓齒槽半角；

S03.5假設漸開線上兩個相鄰的刀位點A和B的坐標分別為(x_A,y_A)和(x_B,y_B)，A和B相交于C點，則C點為相鄰刀位點之間的最大殘高差，假設C點坐標為(x_C,y_C)，假設漸開線上兩個相鄰的刀位點A和B的斜率分別為k_A和k_B，由A、B、C三點的幾何關系可得到下式：

由漸開漸的特性可知，漸開線上兩個相鄰的刀位點A和B的斜率k_A和k_B分別為：

式中，u_A和u_B分別為兩個相鄰的刀位點A和B的漸開線展開角度；

且兩個相鄰的刀位點A和B的漸開線方程分別為：

將公式(6)(7)(8)代入公式(5)中可以得到C點坐標(x_C,y_C)，

計算C點的殘高差：

根據公式(9)，可以依次得到相鄰刀位點之間的齒面殘高差Δt_i，由已知的漸開線齒廓展開角度Δu_i，構建出漸開線齒廓展開角度Δu_i與齒面殘高差Δt_i之間的曲線方程為：

Δt_i＝f(Δu_i) 式(10)

S03.6根據漸開線齒廓展開角度Δu_i與齒面殘高差Δt_i之間的曲線方程，確定加工刀位點。