[其他]高精度弧面蝸桿-球面蝸輪副的加工方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85107847
• 申請(qǐng)日: 1985-10-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN85107847A
• 公開(kāi)（公告）日: 1987-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金良治;金朝華;秦樹(shù)人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶機(jī)床廠
• 主分類號(hào): B23F13/06
• 分類號(hào): B23F13/06;B23F11/00
• 代理公司: 重慶市專利管理處
• 代理人: 肖兆南

本發(fā)明系一種用于機(jī)械傳動(dòng)，尤其適用于精密分度傳動(dòng)的高精度弧面蝸桿-球面蝸輪副的加工方法。

由于弧面蝸桿比圓柱蝸桿重疊系數(shù)大，嚙合齒數(shù)多，包絡(luò)性能好，因而歷來(lái)常優(yōu)于圓柱蝸桿用在機(jī)械冶金、礦山的重載傳動(dòng)中。但如何充分發(fā)揮此種蝸桿性能，使其既能用于重載傳動(dòng)又同時(shí)能用于精密分度傳動(dòng)，從而使弧面蝸桿應(yīng)用產(chǎn)生新的突破，是目前世界上尚未解決的問(wèn)題。例如工業(yè)上廣泛采用的Hindley蝸桿、Wildbaber蝸桿，各國(guó)都曾對(duì)其加工及提高精度進(jìn)行了大量的研究。近年來(lái)雖然已研究出各種提高磨削蝸桿、蝸輪精度的方法。例如蘇聯(lián)的伊·阿·列別捷夫，日本的宮崎等人，研制出結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的Hindley蝸桿磨削裝置，以及我國(guó)鄭州機(jī)械研究所、秦川機(jī)床廠，日本的長(zhǎng)崗技科大學(xué)，借助專門的測(cè)齒儀，增加了一道逐齒研磨蝸輪的工序，成功地造出了較高精度的弧面蝸桿-平面齒蝸輪副。但由于采用了這些輔助手段，工藝非常復(fù)雜，加工周期相當(dāng)長(zhǎng)，成本也很高，不可能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。日本著名齒輪學(xué)者酒井高男教授曾于一九八○年八月在美國(guó)舊金山舉行的國(guó)際動(dòng)力傳動(dòng)與齒輪裝置會(huì)議上發(fā)表論文：“一種高承載能力的弧面蝸桿傳動(dòng)已經(jīng)發(fā)明，并預(yù)期它是有用的，然而容易地制造出此種蝸輪的方法還尚待解決，因?yàn)橐玫骄芪佪喪鞘掷щy的”。八五年四至五月，經(jīng)檢索美國(guó)專利庫(kù)8號(hào)、23號(hào)、24號(hào)文檔庫(kù)及德溫特專利文獻(xiàn)庫(kù)，均未找到精密弧面蝸桿-球面蝸輪副加工方法的有關(guān)專利。

本發(fā)明的任務(wù)就是為解決加工高精度弧面蝸桿-球面蝸輪副提供了一種工藝簡(jiǎn)單，加工周期短、成本低廉，易于批量生產(chǎn)的嶄新的加工方法。

本發(fā)明主要特征是加工弧面蝸桿-球面蝸輪在同一蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）上，同一分度傳動(dòng)鏈中，分別用二把同齒形的鑲有硬質(zhì)合金刀片的直刃切削刀具，以先加工球面蝸輪后加工弧面蝸桿的順序加工而成。不再采用磨削，在加工球面蝸輪與弧面蝸桿中間進(jìn)行一次移位“變弧自對(duì)雙刀”，而且切削刀具的刀刃傾斜方向與球面蝸輪、弧面蝸桿嚙合中心連線的方向傾斜。這樣有利于提高球面蝸輪、弧面蝸桿的精度和光潔度。

依本發(fā)明提供的方法，被加工球面蝸輪、弧面蝸桿以加工先后次序分別安裝在同一蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）的工作臺(tái)和刀架上。現(xiàn)結(jié)合附圖詳述。圖1加工球面蝸輪示意圖，1為刀桿，2為兩把直刃切削刀具，其上鑲有硬質(zhì)合金刀片，3為待加工的球面蝸輪。加工時(shí)球面蝸輪經(jīng)校準(zhǔn)其端面和外圓，精確安裝于蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）的工作臺(tái)上，然后將刀桿1安裝于蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）的刀架上，而切削刀具2按需要的間距尺寸裝入刀桿1兩端的方孔內(nèi)并嚴(yán)格調(diào)整對(duì)稱于蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）工作臺(tái)的中心，之后即可開(kāi)動(dòng)機(jī)床按規(guī)定的傳動(dòng)比連續(xù)分度，徑向進(jìn)給切削球面蝸輪齒面至規(guī)定的中心距，加工即告完成。此時(shí)用百分表指示其所在的位置。圖2系切制球面蝸輪的兩把直刃切削刀具2與切制弧面蝸桿的兩把直刃切削刀具4進(jìn)行移位“變弧自對(duì)雙刀”示意圖。對(duì)刀前，根據(jù)百分表原先切畢球面蝸輪指示的所在位置，將蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）工作臺(tái)往外偏移一定距離，即由O₁移到O₂處，其偏移距離O₁O₂為0.2～0.5mm最佳值為0.25～0.35mm。5為胎具。對(duì)刀時(shí)首先嚴(yán)格校準(zhǔn)胎具5外圓與蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）工作臺(tái)廻轉(zhuǎn)中心同心，然后將切制弧面蝸桿的兩把直刃切削刀具4利用透光法與原先切制球面蝸輪的兩把直刃切削刀具2進(jìn)行對(duì)刀，并將刀具4緊固于胎具5上。對(duì)刀即告完畢。

圖3系加工弧面蝸桿示意圖。4為兩把直刃切削刀具，其上鑲有硬質(zhì)合金刀片，5為胎具，6為待加工的弧面蝸桿，7為刀盒，8為梯形螺母，9為螺栓，10為調(diào)節(jié)螺栓。加工時(shí)對(duì)其胎具5及兩把直刃切削刀具4全已在對(duì)刀時(shí)精確定位，現(xiàn)不再調(diào)整。只把待加工的弧面蝸桿6安裝于蝸輪母機(jī)（或滾齒機(jī)）刀架上，隨后啟動(dòng)機(jī)床，與切制球面蝸輪的同樣傳動(dòng)比進(jìn)行連續(xù)分度徑向切削，刀具4作廻轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，直到規(guī)定的中心距（即切畢球面蝸輪，百分表所指示的位置），加工即告完畢。

采用本發(fā)明的加工方法，有如下優(yōu)點(diǎn)：①在相同設(shè)備上，加工出的弧面蝸桿-球面蝸輪副比同規(guī)格的圓柱蝸輪副精度提高二至三級(jí)。球面蝸輪副精度穩(wěn)定超過(guò)JB162-60三級(jí)，其中累積誤差、運(yùn)動(dòng)誤差達(dá)到零級(jí)。②解決了蝸輪、蝸桿齒形一致性問(wèn)題。從齒形接觸斑點(diǎn)檢查，蝸桿旋轉(zhuǎn) 1/4 轉(zhuǎn)時(shí)，蝸桿包容齒接觸100%，齒高達(dá)80%以上。③由于采用移位“變弧自對(duì)雙刀”加工蝸桿，蝸桿無(wú)需倒坡和修形，省掉了蝸桿加工中極為復(fù)雜的工序。④解決了蝸桿的中心嚙合位置與蝸輪中心發(fā)生軸向變位時(shí)對(duì)精度的影響。曾人為地使蝸桿沿其軸向移位0.05mm，其精度在兩個(gè)旋向上均無(wú)明顯變化，誤差值變化僅在一秒以內(nèi)，從而很好地解決了蝸輪副因溫度變化影響精度的問(wèn)題。⑤弧面蝸桿硬度達(dá)HRC50～55，光潔度8。節(jié)省了磨削工序。⑥加工周期短，工藝經(jīng)濟(jì)，實(shí)用推廣意義大，任何制造廠只需配備一臺(tái)精密滾齒機(jī)即可自行制造，適于批量生產(chǎn)，特別有利于單件及小批量生產(chǎn)。⑦對(duì)研制高精度、高效率、高承載的齒輪加工機(jī)床具有重大意義。