[发明专利]面齿轮数控加工装置及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型齿轮-面齿轮数控加工方法与装置，适用于任何轴交角的面齿轮数控插齿加工。

背景技术：

目前，从国外的技术资料显示，面齿轮可以采用插齿、滚齿和磨齿的加工方法加工，由于国外对面齿轮加工技术实行严格保密，致使其加工技术在国内还未能掌握，而国内对面齿轮的研究还主要集中于对面齿轮设计阶段，主要包括面齿轮齿面方程的研究、面齿轮接触分析的研究、面齿轮传动应力的研究、面齿轮弹流润滑的研究以及面齿轮插齿加工仿真的研究。对面齿轮插齿加工的研究也只有南京航空航天大学朱如鹏教授在普通插齿机Y54上实现了面齿轮的粗加工，严格真正意义上的面齿轮数控精密加工国内还没有涉及到。

因此，目前尚缺乏一种面齿轮数控精密加工方法来加工出高精度的面齿轮。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种面齿轮数控加工装置和加工方法，利用其可以实现面齿轮的高效精密加工。

本发明的技术方案是：面齿轮数控加工装置包括：数控插齿机、数控工作转台(6)、过渡传动机构(7)及面齿轮工件(9)，所述数控插齿机包括床底座(1)、床身(2)、面齿轮插齿刀(3)、数控插齿机回转工作转台(4)、数控系统(5)和电机(8)；床身(2)连接在床底座(1)上，面齿轮插齿刀(3)与床身(2)相连接，数控插齿机回转工作台(4)与底座(1)相连接，数控工作转台(6)固定在插齿机回转工作台(4)上，电机(8)通过过渡传动机构(7)与数控工作转台(6)相连接，面齿轮工件(9)固定在数控工作转台(6)上，数控系统(5)分别与床底座(1)和电机(8)相连；工作时，床身(2)在床底座(1)上移动实现面齿轮插齿加工的进给运动，面齿轮插齿刀(3)与面齿轮工件(9)围绕自身的轴线旋转，实现面齿轮加工的展成运动，面齿轮插齿刀(3)的摆动实现面齿轮插齿加工的让刀运动，插齿刀(3)的上下往复运动实现面齿轮插齿加工的主切削运动；

所述过渡传动机构(7)包括连接螺栓(10)、连接法兰(11)、连轴器(12)、螺栓(13)、轴(14)、齿轮(15)、挡板(16)、弹簧垫圈(17)和固定螺栓(18)和平键(19)；通过四个连接螺栓(10)把连接法兰(11)固定在电机(8)的法兰上，电机(8)的轴通过连轴器(12)与轴(14)连接；联轴器(12)可以根据实际需要调整电机(8)的轴与轴(14)的安装距，并可以调整轴(14)相对于连接法兰(11)的轴向安装位置；通过连轴器(12)把动力由电机传递给轴(14)，轴(14)通过平键(19)与齿轮(15)连接，齿轮(15)一端通过轴(14)的轴肩定位，另一端用固定螺栓(18)通过弹簧垫圈(17)和挡板(16)把齿轮(15)在轴(14)上轴向固定，弹簧垫圈(17)起到防止固定螺栓(18)松动的作用，连接法兰(11)通过四个螺栓(13)与数控工作转台(6)连接，动力通过齿轮(15)传递给数控工作转台(6)，由此带动数控工作转台(6)的连续转动。

所述数控工作转台(6)与插齿机回转工作台(4)的连接为：通过压板(21)和四个螺栓(20)将立式回转工作转台(6)固定在数控插齿机回转工作台(4)上，调整好数控工作转台(6)的轴线与面齿轮插齿刀(3)轴线位置，使得两轴线垂直正交，然后锁紧压板(21)和螺栓(20)。

面齿轮数控加工方法，实现步骤如下：

A.根据实际传动需求，确定面齿轮插齿刀(3)轴线和面齿轮工件(9)轴线的轴交角和偏置距；

B.选取满足面齿轮加工精度要求的数控工作转台(6)，数控工作转台(6)的参数包括工作转台联动轴数、转速、扭矩和精度；然后确定出数控工作转台(6)与电机(8)接口处的尺寸；

C.选取数控插齿机，确定出电机(8)的接口尺寸；

D.根据数控工作转台(6)与电机(8)接口处的尺寸，并按照所述过渡传动机构(7)结构进行加工；

E.将电机(8)与数控工作转台(6)通过过渡传动机构(7)连接，并将数控系统(5)与电机(8)连接；

F.调整数控工作转台(6)位置使其满足面齿轮加工要求所需的轴交角和偏置距，并固定数控工作转台(6)；

G.根据实际加工要求在数控系统(5)中设定加工参数，所述加工参数包括插齿刀齿数、面齿轮齿数、加工过程周向进给量；然后调整面齿轮插齿刀(3)冲程，完成面齿轮的数控插齿加工。

本发明与现有技术相比的有益效果是：