[发明专利]一种少齿数齿轮数控加工方法

权利要求书

1.一种少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，根据欲加工的少齿数齿轮的参数，将毛坯加工成阶梯轴状；

第二步，利用建模软件建立少齿数齿轮的齿廓模型，所述齿廓模型包括少齿数齿轮的齿顶圆曲线、渐开线、过渡曲线、齿形螺旋线和齿根圆曲线，并在齿廓模型的基础上进行阵列，形成少齿数齿轮模型；

第三步，根据第二步中建立的少齿数齿轮模型，建立粗加工的铣刀运动轨迹辅助面，根据所述粗加工的铣刀运动轨迹辅助面建立粗加工的铣刀运动轨迹；

第四步，根据第二步中建立的少齿数齿轮模型，建立半精加工的铣刀运动轨迹；

第五步，根据第二步中建立的少齿数齿轮模型，建立精加工的铣刀运动轨迹；

第六步，根据第三步、第四步、第五步建立好的所述粗加工的铣刀运动轨迹、半精加工的铣刀运动轨迹、精加工的铣刀运动轨迹生成G代码；

第七步，将第六步生成的G代码导入四轴加工中心，完成少齿数齿轮加工，其中所述粗加工的过程采用分层铣削，所述半精加工的过程采用可变轴曲面轮廓铣，所述精加工的过程采用可变轴曲面轮廓铣；

所述第四步还包括，半精加工的铣刀运动轨迹是从齿的一侧依照齿形螺旋线的方向进行铣削，第一刀加工完毕后，铣刀按预设的残差高度沿齿形螺旋线移至下一刀位，继续沿齿形螺旋线方向铣削加工，重复上述过程，直到完成整个齿面的半精加工；

所述第五步还包括，精加工的铣刀运动轨迹是从齿的一侧依照齿形螺旋线的方向进行铣削，第一刀加工完毕后铣刀沿齿形螺旋线移至下一刀位，继续沿齿形螺旋线方向铣削加工，重复上述过程，直到完成整个齿面的精加工。

2.根据权利要求1所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，所述第二步中，

所述渐开线方程为：

式中：r为少齿数齿轮分度圆半径，x1、y1为铣刀齿廓上动点的坐标值，为齿条铣刀的滚动角；

所述过渡曲线方程为：

式中：r为少齿数齿轮分度圆半径，x_c为齿条铣刀齿顶圆角圆心的x坐标值，ρ0为齿条铣刀齿顶圆角半径，为齿条铣刀的滚动角，γ为动点的法线与坐标系X轴的夹角；

所述齿形螺旋线方程为：

式中：d为齿轮分度圆直径，b为齿宽，θ为极角，β为分度圆螺旋角，t为建模软件系统变量。

3.根据权利要求1所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，所述第三步还包括，粗加工的铣刀运动轨迹是从上向下逐层铣削。

4.根据权利要求1所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，所述第七步还包括，粗加工采用的铣刀。

5.根据权利要求4所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，粗加工每刀切深1～3mm，进给速度100mm/min，主轴转速1500r/min，加工余量为0.5mm。

6.根据权利要求1所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，所述第七步还包括，半精加工采用的球头铣刀。

7.根据权利要求6所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，令铣刀轴线方向和待加工曲面接触点法矢垂直方向夹角为10°～20°，进给速度150mm/min，主轴转速2000r/min，半精加工余量为0.05mm。

8.根据权利要求1所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，所述第七步还包括，精加工采用直径的球头铣刀。

9.根据权利要求8所述的少齿数齿轮数控加工方法，其特征在于，令铣刀轴线方向和待加工曲面接触点法矢的垂直方向夹角为15°进给速度200mm/min，主轴转速3000r/min，精加工余量为0mm。