[發明專利]嚙合副加工方法

在審

• 申請號: 202010802040.3
• 申請日: 2020-08-11
• 公開（公告）號: CN112122721A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 查謙;查世樑;查理;鄧謙
• 申請（專利權）人: 查世樑
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H9/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明公開了一種嚙合副加工方法，采用交流電火花展成法加工，嚙合副包括有主動輪和被動輪，其中交流電火花展成法加工過程中的主動輪和被動輪分別連接交流電火花電源兩端；通過采用交流電火花展成法加工，以及用主動輪替代原來的電極“刀具”，具有生產效率高、成本低等優點，其精度可比一級精度高數倍。嚙合副包括齒輪副和蝸桿蝸輪副副。

技術領域

本發明涉及齒輪技術領域，特別是一種嚙合副加工方法。

背景技術

(一)齒輪

進口的高精度滾齒機可滾切4級精度的漸開齒輪、圓弧齒輪、點線嚙合齒輪、雙圓弧等各種齒形的園柱齒輪。引進的數控磨齒機可長期穩定地磨削3級精度左右的漸開線齒輪和擺線齒輪，因缺少軟件而不能磨削雙圓弧齒輪。

按國家標準生產的雙圓弧齒輪，其承載能力比漸開線齒輪高40％。專利號ZL201821261368.3的新型雙圓弧齒輪，不僅承載能力比國家標準的雙圓弧齒輪高25％，而且傳動效率也高。前蘇聯的這種新型雙圓弧齒輪，即便在透平發電機減速器的高速重載下工作時，它的傳動效率也比漸開線齒輪高2～3％，每百萬瓩可降低2～3萬瓩的能耗與相應的污染。英法聯合研制的艦載武裝直升飛機的變速箱，用這種新型雙圓弧齒輪取代了漸開線齒輪后，因體積與重量的減小，整機的性能有了明顯的提高。

國內有的企業由于釆用4級精度的漸開線齒輪和擺線齒輪(含針齒殼)來生產RV減速器；產品有可靠性差、壽命短、針齒易斷裂等缺點。世界名牌RV 減速器的生產企業，釆用精度為1.0″的閉環數控轉臺所生產的擺線齒輪和針齒殼，其精度比國內企業的4級精度高近30倍；盡管如此，其針齒仍然是RV減速器的軟肋。如果釆用新型雙圓弧齒輪來替代原來的漸開線齒輪，則能利用雙圓弧齒輪無根切齒數限制的優點，令針齒的直徑增大，從而可生產更可靠、壽命更長、傳動精度更高的RV減速器。因我國不能磨削雙圓弧齒輪，滾齒后的珩齒和電火花跑合工藝僅能提高雙圓弧齒輪的接觸精度而不能提高傳動精度，新型雙圓弧園柱齒輪因此而不能用于RV減速器、航天和高檔數控機床等領域。

(二)蝸桿

采用進口的數控蝸桿磨床可磨削3級精度的漸開線蝸桿、法向直廓蝸桿、阿基米德蝸桿和錐面包絡蝸桿等齒形的園柱蝸桿。這些蝸桿的精度保持性、穩定性和可靠性欠佳，只能在低轉速、小臷荷下工作，傳動效率低，溫升高。蝸桿蝸輪副是很多重要機床的關鍵傳動副。

理論與實踐表明：雙圓弧園柱蝸輪蝸桿副的承載能力比現有的精密園柱蝸桿副的承載能力高50％，傳動效率也高，即便在高速重載下長期工作，也有良好的精度保持性。但是迄今為止世界上沒有任何國家研制成功。其原因是好不容易才突破了齒形設計的難關后，現有的加工技術不能滿足它對一齒切向誤差 0.2″的要求：現有的蝸桿磨床除傳動鏈誤差偏大以外，還存在砂輪形狀誤差。磨床砂輪隨著磨耗與修整，其直徑不斷減小，為了保證蝸桿的形狀不變，砂輪的形狀也要相應改變。為了減小砂輪修整參數計算的工作量，砂輪直徑每減小數毫米后才改變一次修整參數。這樣，在二次修整參數改變之間，所磨削的蝸桿齒形都是近似的。

(三)現有的嚙合副電火花加工技術有：電火花跑合工藝與電火花展成法加工二種。

電火花跑合工藝釆用交流電火花電源來跑合一對齒輪副。其優點是可以提高一對齒輪副的接觸精度；其缺點是為了擊穿齒輪副之間絕緣強度高的潤滑油膜，采用了1200伏特左右的高電壓，旣不安全也造成了電火花電源的大體積和高能耗；此外還不能提高這對齒輪的傳動精度。

電火花展成法加工齒輪時，被加工齒輪接脈沖(直流)電源的正極；作為“刀具”的電極，接脈沖電源的負極。被加工齒輪的誤差，為展成加工機床傳動鏈的誤差與電極“刀具”的誤差之和。在電極“刀具”的精度為前述的3級的條件下，被加工齒輪的精度最高只能低于3級。其優點是，由于釆用了與電火花線切割工藝相同的、絕緣強度低的工作液體，電火花電源的電壓僅為數拾伏特，安全又節能。