[发明专利]一种非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法

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，涉及一种七轴六联动对角滚切凸节曲线非圆齿轮方法。 

背景技术

非圆齿轮包括椭圆齿轮、卵形齿轮、高阶椭圆齿轮、变形（性）椭圆齿轮等，其节曲线在不同极角处极径的模不恒定，种类繁多形状复杂，滚切加工时联动轴的（角）速度、（角）加速度时变剧烈，加工困难且精度难以保证。当前，制造技术是制约非圆齿轮推广应用的瓶颈，工业上大多采用线切割技术进行实现。线切割加工不仅效率极其低下，且对斜齿轮无能为力。 

滚切是一种高效加工法，《中国机械工程》的《非圆斜齿轮滚切加工CNC联动控制方案》一文对非圆斜齿轮四轴四联动、五轴五联动进行了研究；中国专利CN200810035148.3公开了非圆斜齿轮四轴四联动、五轴五联动的实现方法。这些工作实现了非圆（直/斜）齿轮的滚切加工，但由于滚刀沿轴向无移位进给，滚切过程中，滚刀上只有较少的一些刀齿参与滚切，且每个刀齿上的刀刃仅有固定的一小段实际切削，这些刀刃在切削过程中不断磨损，影响工件齿廓形状精度和表面粗糙度。轴向无移位进给的滚刀刀齿的负荷及磨损极不均匀，其耐用度决定于其中磨损最大的刀齿，耐用度极低。 

解决上述问题的有效方法是采用对角滚切方法。目前对角滚主要用于圆柱齿轮滚齿机，如中国专利CN 200910300162.6公开了一种用窜刀刀架代替切向刀架实现对角滚切的三轴数控滚齿机，对滚切圆柱齿轮可有效提高滚刀耐用度。迄今为止，尚未见到将该项技术直接应用于非圆齿轮滚切的报道。 

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，提出一种非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，让滚刀在垂直进给的同时，还沿着自身轴线连续移动，使各齿均衡参与切削。 

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。 

本发明的非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，联动轴包括滚刀或工作台沿X向位移轴、滚刀或工作台沿Y向位移轴、滚刀或工作台沿Z向位移轴、滚刀旋转运动B轴、工作台旋转运动C轴；另外还包括滚刀沿自身轴线方向位移轴D轴，滚切过程中滚刀沿自身轴线（D轴）连续移动，各滚切齿均衡参与切削，刀齿负荷及磨损均匀；还包括调整滚刀安装角的A轴，所述A轴采用数字控制技术针对滚切齿轮螺旋角预先调整好，滚制过程中固定不变。实现了滚刀在垂直进给的同时，还沿着自身轴线连续移动。 

所述的非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，滚刀或工作台严格按照联动运动规律沿X轴和Y轴移动，滚刀转速和工作台转速 严格按照指定变传动比转动，使滚刀投影齿条与齿坯纯滚动，且保持齿坯节曲线与滚刀节线相切接触；滚刀转速、滚刀沿D轴移动速度、滚刀或工作台沿Z轴相对位移速度恒定，且相互独立，构成三个基频，工作台转速、滚刀或工作台沿X轴相对位移速度、滚刀或工作台沿Y轴相对位移速度相对所述三个基频联动，联动数学模型如下： 

，

为节曲线极径；为极角；为滚刀头数；为齿轮法向模数；为符号系数；为符号系数；为滚刀螺旋升角；为非圆斜齿轮螺旋角。

所述的非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，所述的方向可与符合右手螺旋规则，所述联动数学模型的；也可与符合左手螺旋规则，所述的。 

所述的非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，可以滚切非圆直齿轮和非圆斜齿轮，对非圆直齿轮，所述联动数学模型的=0；对非圆斜齿轮，滚刀与齿轮螺旋线旋向一致时，所述联动数学模型的，滚刀与齿轮螺旋线旋向相反时，所述联动数学模型的。 

所述的非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，独立数控轴A轴调整方法为：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=+。 

本发明的有益效果是：本发明的非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法，滚刀在垂直进给的同时，还沿着自身轴线连续移动，可充分有效地利用滚刀的全部刀刃，均匀分配刀齿磨损，提高刀具耐用度。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。 

附图说明    

图1为本发明非圆齿轮七轴六联动对角滚切方法示意图；

图2为本发明非圆齿轮七轴六联动对角滚切齿坯端面示意图；

图3为本发明滚刀与齿轮螺旋线旋向一致时滚切公切面示意图；

图4为本发明滚刀与齿轮螺旋线旋向相反时滚切公切面示意图；

具体实施方式