[发明专利]一种展成法摆线齿锥齿轮的磨齿方法

说明书

本发明公开了一种展成法摆线齿锥齿轮的磨齿方法，其包括如下步骤：步骤一，确定展成法摆线齿锥齿轮的产形面及理论齿面；步骤二，用锥面砂轮替代产形轮并确定砂轮形状参数；步骤三，产形轮替代后重新确定砂轮安装参数；步骤四，在磨齿加工的机床调整参数中引入高阶运动系数及不同的滚切中心摇台角，使被磨削齿面的形状修正有更大柔性；步骤五，优化机床调整参数及其高阶修正系数使产形轮替代导致的齿形偏差最小化；步骤六，进行展成法摆线齿锥齿轮全数控磨齿刀位计算。该方法可实现展成法摆线齿锥齿轮齿面的高效磨削，同时能够对磨削后的齿面形状进行良好控制，保证磨削齿面与其相配齿轮的啮合传动质量。

技术领域

本发明涉及齿轮机械制造，具体涉及一种展成法摆线齿锥齿轮的磨齿方法。

背景技术

磨齿加工能够提高螺旋锥齿轮的齿距精度减少齿形偏差，从而显著降低齿轮副的振动噪声，并使得齿轮副具有良好的互换性。端面滚齿加工的摆线齿锥齿轮，由于其产形轮齿面理论上是刀刃沿延伸外摆线的扫掠曲面，而不是回转曲面(磨削加工的工具曲面必须是回转曲面)，理论上无法进行磨齿加工。由于齿面成形原理限制，摆线齿锥齿轮的磨齿加工方法尚未得到解决。目前也尚未见有摆线齿锥齿轮磨齿技术在生产实践中应用的报道。

德国的Wiener发明了半完成法(Semi-Completing process),使用了与端面铣齿同样的机构,可在一次装夹中加工齿轮的凹凸两面，具有一定的便利性。但是这种方法实际上只是局部地以杯形砂轮的弧线去替代延伸外摆线齿线，由此带来了明显的局限性。砂轮和齿面形态的差异会导致齿面材料去除不均，导致部分齿面表面硬化层被过度破坏，而部分齿面则完全没有得到加工，同时也就破坏了摆线齿锥齿轮本身具有的传动特性。意大利A.Artoni研究了采用杯形砂轮磨削摆线齿锥齿轮的方法，其中成型法齿轮采用单参数包络，展成法齿轮采用双参数包络。西安交通大学毛世民教授基于数字产形轮展成原理，实现了弧线齿和摆线齿两种螺旋锥齿轮的磨齿加工。西班牙北京交通大学王小椿、河南科技大学邓效忠以及德国的DMG机床集团、美国的Gleason公司与恒轮(HELLER)集团研究了在多轴加工中心上采用通用或专用刀具加工螺旋锥齿轮的方法，其实质是将螺旋锥齿轮当做自由曲面进行加工。这些方法可用于大型摆线齿锥齿轮的磨齿加工，但是其加工效率无法适应大批量中小规格摆线齿锥齿轮的精加工。

齿部理论上无法进行磨齿的现实，制约了摆线齿锥齿轮在高端传动装置中的应用，因此有必要研究摆线齿锥齿轮的齿面磨削加工新方法，突破其高效数控展成磨齿技术。本发明针对大规模生产中对摆线齿锥齿轮磨齿加工技术的迫切需求，提出一种展成法摆线齿锥齿轮的磨齿方法，该方法通过产形轮替代使展成法摆线齿锥齿轮具备高效可磨性，通过机床运动修正控制产形轮替代导致的磨齿偏差，保证齿轮副的啮合传动质量。从而使端面滚齿\磨齿工艺能够在高精度螺旋锥齿轮大批量制造中得到应用，对提高螺旋锥齿轮加工效率节约制造成本有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种展成法摆线齿锥齿轮的磨齿方法，其通过产形轮替代使展成法摆线齿锥齿轮具备高效可磨性，通过机床运动修正控制产形轮替代导致的磨齿偏差，保证齿轮副的啮合传动质量。可实现采用弧线锥齿轮磨齿机及锥面砂轮通过单参数包络法实现展成法摆线齿锥齿轮的高效磨齿。

本发明所述的展成法摆线齿锥齿轮的磨齿方法，其包括如下步骤：