[发明专利]一种基于拓扑图对螺旋锥齿轮齿面轮廓调整的方法

说明书

本发明公开了一种基于拓扑图对螺旋锥齿轮齿面轮廓调整的方法，定义偏差基准齿面的误差调整量为Ease‑Off值，对应的误差曲面称为Ease‑Off齿面，先构建基于摇台式机床的螺旋锥齿轮的理论模型，再计算机床调整参数的齿形误差敏感值，之后基于齿形误差敏感值计算Ease‑Off齿面并依据Ease‑Off齿面构造目标齿面，最后依据齿形误差敏感值和目标齿面来计算机床基本调整参数，进而进行齿面轮廓调整。本发明在齿轮加工时通过构建理论模型和基于机床调整参数的Ease‑Off齿面，再根据Ease‑Off齿面对理论模型的目标齿面进行重构、调整，能够达到相关的加工要求，并且保证目标齿面的光顺性和连续性，克服传统加工方式的不足，实用性强。

技术领域

本发明涉及一种齿轮加工方法，特别涉及一种基于拓扑图对螺旋锥齿轮齿面轮廓调整的方法。

背景技术

一直以来，针对螺旋锥齿轮的加工方法主要有展成法和非展成法两种。

展成法主要包括单齿分度的端面铣削法和连续分度的端面滚切法两种。针对端面铣削展成法，在每个瞬时时刻，刀盘切入到工件的齿深位置，刀盘自转旋转面跟随摇台的摆动会形成一个空间产形面，产形面和工件按照预定的位置进行“切削”运动。在采用摇台式机床结构进行加工的过程中，摇台可视为假想的展成轮，摇台轴线对应为展成轮的轴线，产形面相当于展成轮的一个轮齿，加工过程中展成轮与被加工工件是完全共轭的一对齿面。进入切齿到退出切齿即完成一个齿槽的加工，再分度到下一个齿槽进行切齿。

对于端面滚切展成法，刀盘在自转的同时，也绕着摇台轴线进行公转。在某一时刻，刀盘切入齿槽某一深度，工件相对于刀盘而言是连续分度的，这一过程完成对应当前切齿齿深的加工。当切齿深度达到要求的全齿深后，即可完成整个展成过程。

成形法无论是单齿分度还是连续分度，在加工过程中刀盘直接切入轮坯，工件相对于刀具无空间的移动，对应的齿形即为刀具的产形面。成形法可以视为展成法的一种特殊情况。

无论是成形法还是展成法的理论齿面都可以用一个统一的基于摇台式的加工模型来表示。在加工过程中，工件与产形轮之间的位置关系是通过一系列的机床调整参数来定义的。对于摇台式机床，由于各个机床的机床参数或者结构不尽相同，所对应的机床调整参数也不一定是相同的。一般地，常见的机床调整基本参数有以下几个(部分参数在图1中示出)：

1、径向刀位S，表示机床平面上摇台轴线与刀盘轴线的距离；

2、刀倾角P_i，表示摇台轴线与刀盘轴线的夹角；

3、刀转角P_j，表示刀盘轴线在机床平面投影方向与机床平面固定方向(一般指机床平面上与径向刀位方向垂直的方向)的夹角；

4、滚动位置(摇台转角)q，表示刀盘中心在机床平面的角向位置量；

5、轮坯安装角γ_m，表示工件轴线与机床平面之间的角度；

6、床位X_b，工件轴线与摇台轴线交叉点偏移机床中心的距离；

7、垂直轮位E_m，工件轴线与摇台轴线的偏置距；

8、水平轮位X_p，工件轴线与摇台轴线交叉点沿着工件轴线方向偏移工件中心的距离；

9、水平距离Hor，工件沿着机床水平方向移动的距离；

10、工件旋转角度φ_w，表示每一个瞬时对应的工件转角值；

11、刀盘旋转角度φ_t，该参数主要指端面滚切加工时刀盘的瞬时转角值，与刀组数与齿数等有关；