[其他]齿轮滚刀变铲磨量铲磨新工艺

说明书

本发明是齿轮滚刀齿形铲磨的一种新工艺方法。其特点是：铲磨机床上用变铲磨量凸轮替换掉传统的阿基米德凸轮，按新的变铲磨量原理铲磨。用这种新原理铲磨操作，铲磨后滚刀齿侧面畸变只有２～３μ，严格操作还可降至１μ。铲磨后稳定达到国家齿轮滚刀新标准中提出ＡＡ级滚刀齿侧面二分之一齿长上齿形精度合格的要求。本发明使用φ１００～１１０的盘形砂轮铲磨，生产效率高，操作简单、符合工人习惯，容易掌握。

本发明属于铲磨齿轮滚刀齿形的新工艺。

现行的齿轮滚刀铲磨工艺，由于考虑到生产率，较普遍使用盘形砂轮进行滚刀齿形的铲磨，但铲磨后滚刀齿侧面畸变很大，在滚刀使用重磨去2～3mm就会丧失原有精度，因此不能达到国家齿轮滚刀新标准规定的精度要求。同时齿轮滚刀是价格比较昂贵的刀具，这也造成很大的浪费。

近年来，国内部分工具厂使用碗形砂轮进行滚刀的铲磨，并结合优选铲磨时的砂轮安装参数，在滚刀齿侧面二分之一齿长内的畸变量可控制到5～6μ，这样可达到国家新标准A级滚刀的要求，但操作不太方便，不易掌握。且新标准要求的AA级滚刀仍无法达到。

目前国外精密齿轮滚刀使用指形砂轮铲磨，能做到二分之一齿长上精度合乎要求。但使用指形砂轮的工艺有两条缺点：（1）指形砂轮直径小铲磨效率低，铲磨一把滚刀要花到一个班的时间，而我国用盘形砂轮的工艺一个班能磨8～10把，（2）指形砂轮消耗大，磨削的光洁度不易保证，且要求配置专门的高速磨头。因此，指形砂轮的铲磨方法并不理想，但国外对使用盘形砂轮铲磨的精度问题同样无法解决。

本发明的目的是提出一种新的铲磨工艺方法，既能使铲磨后的滚刀在其齿侧面二分之一齿长内基本消除畸变量，达到国家新标准AA级的要求，同时还操作方便，铲磨效率高。

经研究“齿轮滚刀铲磨原理”发现，现有国内外在铲磨齿轮滚刀上的各种方法，不论是使用盘形、碗形抑或指形砂轮，都具有相同的铲磨动作模式，即都是在铲床上装上传统型式的阿基米德凸轮，进行等铲磨量的铲磨，而理论上可以论证这种等铲磨量的径向铲磨会引起齿侧面畸变是一种规律，只不过使用不同类型的砂轮得到的畸变量大小不同而已。鉴于铲磨量的大小直接影响畸变量大小，因此提出了用变铲磨量凸轮替换机床上传统采用阿基米德凸轮进行铲磨的原理，解决既能使用盘形砂轮保证生产效率同时又能基本消除铲磨后畸变量达到国家新标准规定的精度要求目的。现经过研究、试验，新工艺已获成功。在不甚严格的操作使用条件下，齿侧面畸变量可较易地控制在2～3μ以下，严格操作使用可达1μ。

本发明所依据的理论公式：

（1）变铲磨量采用下列公式，利用铲磨过程中铲磨量K值线性减小获得抵消畸变量的效果

K＝K₀（1-θsind）

式中K₀为名义K值，θ为滚刀由铲磨初始位置开始的转角，sind为K值的减小系数。

（2）变铲磨量凸轮曲线设计公式

设凸轮基圆半径r₀，升程曲线占270°，回程曲线占90°，滚刀槽数为Z_K，则凸轮升程曲线上任一点B离起始点转角α时，其曲率半径公式如下：

Δρ_AB=K₀α/360°［1-(2Z_K·θ₂-540°+α)π·sind/360°·Z_K］

ρ_AB＝r₀+Δρ_AB

式中的θ₂和sind可由实验或优化计算求得。θ₂为铲磨最后砂轮退出时的滚刀转角。