[发明专利]螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法

权利要求书

1.螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法，其特征在于：所述的加工方法使用的机床包括机床底座，机床底座上相互垂直设置有X向滑轨和Z向滑轨，Z向滑轨上滑动安装有Z向滑台，Z向滑台上装配有可绕Y轴转动的用于装夹精锻模具的工件驱动箱，X向滑轨上滑动安装有立柱，在立柱上设有的Y向导轨上滑动安装有Y向滑台，Y向滑台上安装有用于安装铣刀盘的刀盘驱动箱，刀盘驱动箱可在所述Y向滑台上在垂直于X轴的YZ平面内绕X轴转动，所述加工方法包括如下步骤：

步骤一，刀盘驱动箱上的刀盘主轴轴线随刀盘驱动箱绕X轴相对于Y向滑台转动设定α角以形成刀倾角，使刀盘驱动箱上的铣刀盘在加工精锻模具齿形时避免切削非加工区域，刀盘主轴轴线在铣刀盘铣削加工精锻模具齿形时保持固定；

步骤二，将工件驱动箱绕Y轴转动设定齿坯安装角γ，使加工出来的精锻齿形模具的大端和小端齿深满足设计要求；

步骤三，改变立柱在X向滑轨上的位置及Y向滑台在Y向滑轨上的位置，使加工出来的精锻齿形模具的螺旋角等于设计螺旋角；

步骤四：修正立柱在X向滑轨、Y向滑台在Y向滑轨、Z向滑台在Z向滑轨上的位置及工件驱动箱的底座在Z向滑台上的转动角度，使加工出来的精锻齿形模具的齿槽两侧的齿形角等于设计的压力角；

步骤五：调整刀盘驱动箱上的刀盘的刀尖形成直径，使加工出来的精锻齿形模具的齿槽的曲率半径与设计的曲率半径相同。

2.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法，其特征在于：上述步骤一中，设定α角大于最小调整角I，最小调整角I为：

其中，ΔA为干涉量最大点在铣刀盘上的位置与模具齿坯上的干涉量最大点之间的距离，ΔB为切齿计算点到干涉量最大点之间的距离,h为模具齿坯的全齿高，Δi为保持安全距离的调整角的经验值。

3.根据权利要求2所述的螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法，其特征在于：基于所述的最小调整角I和精锻齿形模具的螺旋角β按下式计算齿坯安装角调整量Δγ，

4.根据权利要求3所述的螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法，其特征在于：根据精锻齿形模具的齿面法矢与精锻螺旋锥齿轮的齿面法矢相等的原则，计算精锻齿形模具的螺旋角β，确定刀倾调整后的刀位补偿量，使模具齿形的螺旋角与精锻成形的螺旋锥齿轮的螺旋角相匹配，刀位计算式为，

其中，H和V分别为水平刀位和垂直刀位,L_m为中点锥距,r_d为铣刀盘半径，ΔH和ΔV为形成刀倾后的水平刀位和垂直刀位的修正量。

5.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法，其特征在于：根据齿轮齿形角和齿轮几何参数，计算铣刀盘齿形角，协同调整刀位修正量、水平轮修正量和安装角修正量，使模具齿坯上被加工出的齿槽两侧的齿形角等于设计的压力角，铣刀盘齿形角为：

其中，α为齿顶角和齿根角之和，为设计压力角，β₁为设计螺旋角。

6.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮精锻齿形模具高效铣齿加工方法，其特征在于：利用单面法计算出采用铣齿加工时铣刀盘的内外刀尖半径和因刀倾产生的曲率误差，使精锻齿形模具的齿面曲率半径与精锻成形的螺旋锥齿轮的齿面的曲率半径吻合，加工模具所用铣刀盘内外刀尖的半径的计算式为：

其中，B₂为齿面宽，r₁和r₂分别为螺旋锥齿轮采用铣齿加工方法所计算出的铣刀盘内外刀尖的半径，R₂和R₁分别为加工模具所用铣刀盘内外刀尖的半径。