[發明專利]一種基于電子螺旋導軌的斜齒輪插齒加工方法

有效

• 申請號: 202010714091.0
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111940850B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 劉福聰
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學（中國職業培訓指導教師進修中心）
• 主分類號: B23F5/12
• 分類號: B23F5/12;B23Q5/027
• 代理公司: 天津創智睿誠知識產權代理有限公司 12251
• 代理人: 王海濱

本發明公開了一種基于電子螺旋導軌的斜齒輪插齒加工方法，建立了插齒機五軸聯動控制關系數學模型，采用勻速插削且快速回程、平穩加減速控制方案，以曲線表和電子齒輪為主要方法進行數控編程。本方法傳動穩定、加工效率高、操作快捷方便，具有普適性和推廣應用價值。

技術領域

本發明屬于斜齒輪插齒加工技術領域，具體涉及一種基于電子螺旋導軌的斜齒輪插齒加工方法。

背景技術

齒輪是機械制造業的關鍵零件，其中以圓柱齒輪應用最為廣泛。插齒是加工圓柱齒輪的主要方式之一，且是加工內齒輪的關鍵加工方法，尤其是加工高精度內斜齒輪不可或缺的工藝方法。可以在插齒機刀具主軸上采用機械螺旋導軌或電子螺旋導軌的方法插削加工斜齒輪。采用機械螺旋導軌時，按照工件齒輪的齒向螺旋角度，配作一副相同螺旋角度的機械螺旋導軌，每一組螺旋導軌只能加工一種固定螺旋角度的齒輪工件，且該導軌加工難度大、成本高、更換流程復雜。

伴隨著電子螺旋導軌功能的出現，使得數控插齒機的加工柔性得到提高，可以在一定角度范圍內通過調整數控程序的參數加工任意螺旋角度的齒輪工件；但該方法往往對機床要求較高、控制復雜、加工效率低，在數控插齒機應用中的普適性有待提高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于電子螺旋導軌的斜齒輪插齒加工方法，該方法能夠提高加工效率、提高電子螺旋導軌的普適性和推廣應用價值。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種基于電子螺旋導軌的斜齒輪插齒加工方法，包括以下步驟：

步驟1：設定數控插齒機各數控軸的控制關系：按照加工工藝進行設定B軸、C1軸、X軸數據，B軸與Z軸采用電子齒輪方式聯動，B軸為主動軸，Z軸為從動軸；Z軸、C1軸和C2軸采用電子齒輪方式聯動，Z軸、C1軸均為主動軸，C2軸為從動軸；其中，X軸為插齒刀徑向進給軸，Z軸為刀軸上下往復運動軸，B軸為讓刀軸，C1軸為工件旋轉軸，C2軸為插齒刀旋轉軸；

步驟2：設定插齒切削運動基本參數：插齒刀模數M，插齒刀齒數Z_D，工件齒數Z_W，工件齒向螺旋角β，共軛雙凸輪旋轉角速度ω_B，刀軸上下往復運動速度v_z，刀軸上下往復運動行程長度H₀，工件厚度H_W，徑向進給速度v_X，工件旋轉角速度ω_C1，插齒刀旋轉角速度ω_C2；

其中，插齒刀模數M、插齒刀齒數Z_D、工件齒數Z_W、工件齒向螺旋角β、共軛雙凸輪旋轉角速度ω_B、工件旋轉角速度ω_C1、徑向進給速度v_X等參數為根據工藝需求設定的參數；刀軸上下往復運動速度v_Z和插齒刀旋轉角速度ω_C2通過以下計算得到；

2.1：計算刀軸上下往復運動速度v_z：

設定共軛雙凸輪軸以設定的起始點為0度點，當共軛雙凸輪軸角度為0度時，刀軸處于最高端，Z坐標為0，方向向下為正，刀軸上下往復運動行程長度H₀＞工件厚度H_W，且在工件上下各有(H₀-H_W)/₂；

刀軸工作過程采用：勻加速起動-＞勻速插削-＞勻減速停止-＞勻加速回程起動-＞勻速回程-＞勻減速回程停止；

運用位移-時間關系求得刀軸上下往復運動速度v_Z的變化曲線，進而得到共軛雙凸輪軸旋轉角度與刀軸上下往復運動位置、速度關系曲線；

2.2：計算插齒刀旋轉速度ω_C2：