[发明专利]一种齿坯恒极角速度非圆斜齿轮滚切方法

说明书

技术领域

本发明属于齿轮或齿条的制造领域，尤其是在工作半径变化的轮上制齿领域，涉及一种带有自动调整安装角的齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法。

背景技术

非圆齿轮与其它能得到非匀速比的机构相比，综合了圆齿轮和凸轮机构的优点，易于实现变速传动，可按运动要求进行精确的设计和制造，运动精度高，与其它机构组合还可实现摆动、振荡及间歇等各种复杂运动。非圆齿轮的制造有特种制造、滚齿、插齿、铣齿等方法。特种制造包括数控线切割、粉末冶金，及精密铸造等方法，这些方法或效率低下，或需要模具，批量生产中较少采用。铣齿一般应用于大模数齿轮制造。插、滚等传统制造技术仍为非圆齿轮制造之首选，采用数控系统，这些方法制造非圆直齿轮业已实现，但对非圆斜齿轮制造还停留在研究阶段。

滚齿是一种高效加工非圆齿的方法，《兰州理工大学》的《非圆斜齿轮滚切加工的联动控制模型》一文对非圆斜齿轮滚刀恒转速五轴五联动方案进行了研究；中国专利CN101244474A公开了非圆斜齿轮滚刀恒转速四轴四联动、滚刀恒转速五轴五联动方案的实现方法，但没有涉及具体的控制方法，难以工程应用。另外，现有滚切方法中滚刀安装角不能自动调整。

在滚刀恒转速方法中，滚刀转速恒定，工件相对于滚刀作等弧长运动。此方法中，采用检测元件检测滚刀转速，作为基准频率，其余轴相对其联动。由于联动方程中需要数值积分法及数值解方程，增加了CNC运算工作量，难以实现高速滚切。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法，实现滚刀安装角的自动调整，并基于齿坯恒极角速度控制四轴或五轴联动实现展成运动，滚切非圆直齿轮或斜齿轮。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明的齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法，包括滚刀或工作台沿Y轴向移动、滚刀或工作台沿X轴向移动、滚刀或工作台沿Z轴向移动、滚刀绕B轴旋转运动、工作台绕C轴旋转运动；还包括如下内容。 

（1）齿坯端面内，采用齿坯恒极角速度方法，即齿坯相对于机床作等极角速度运动，其余轴相对其联动，计算过程简单；

（2）调整滚刀安装角A轴的转动，A轴采用独立数控轴，根据滚切齿轮螺旋角预先以数控方式调整滚刀安装角，滚制过程中滚刀安装角固定不变，实现了安装角自动调整，精度更高。

所述的齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法，可实现五轴四联动滚切非圆直齿轮或斜齿轮；齿坯极角速度                                                恒定，工作台转速、齿坯端面内Y轴速度、滚刀转速相对按展成运动与联动；齿坯轴面内Z轴速度相对按线性联动。

所述的齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法，可实现六轴五联动滚切非圆直齿轮或斜齿轮；齿坯极角速度恒定，工作台转速、齿坯端面内Y轴速度、齿坯端面内X轴速度、滚刀转速相对按展成运动与联动；齿坯轴面内Z轴速度相对按线性联动。

本发明的有益效果是：本发明的齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法，独立数控轴自动调整滚刀安装角，相对机械结构而言自动化程度、调整精度更高，工人劳动强度更低；采用齿坯恒极角速度方法，以齿坯极角速度作为基准频率，其余轴在CNC内部按模型对其联动，无需检测元件，减少误差来源；另外，本发明计算过程简单，CNC运算速度和精度都大为提高。

附图说明    

图1为本发明齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法示意图；

图2为本发明五轴四联动滚切非圆直齿轮或斜齿轮齿坯端面示意图；

图3为本发明五轴四联动滚切非圆直齿轮刀位轨迹图；

图4为本发明五轴四联动滚切非圆斜齿轮刀位轨迹图；

图5为本发明六轴五联动滚切非圆直齿轮或斜齿轮齿坯端面示意图；

图6为本发明六轴五联动滚切非圆直齿轮刀位轨迹图；

图7为本发明六轴五联动滚切非圆斜齿轮刀位轨迹图。

具体实施方式   

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

参见附图1，示意了本发明齿坯恒极角速度非圆齿轮滚切方法各轴联动关系。独立数控轴A轴由步进电机带动，能带动滚刀101在竖直面内旋转，自动调整滚刀安装角。滚切非圆直齿轮时，滚刀的安装角只取决于滚刀的螺旋升角，且=；滚切非圆斜齿轮时，滚刀的安装角取决于滚刀的螺旋升角和被加工齿轮102的螺旋角，滚刀与齿轮螺旋线旋向一致时=-，滚刀与齿轮螺旋线旋向相反时=+。