[发明专利]一种齿轮加工方法及刀具

说明书

本发明公开了一种齿轮加工方法，包括首先采用粗加工刀进行齿胚的去余量加工得到待加工齿轮，然后采用齿底精加工刀精加工待加工齿轮的齿底部，最后采用合格的齿形精加工刀精加工待加工齿轮的渐开线齿形部，精加工至待加工齿轮的跨棒距满足工艺要求，则精加工结束；本发明的齿轮加工方法在保持成型法铣齿通用性强、刀具制造速度快、成本低的优势外，使铣齿达到7级精度，能够替代滚齿的加工，提高企业研发速度，降低企业研发成本。采用本发明的齿轮成型铣削刀具加工齿轮，对齿轮进行快速试制，成型铣刀制造周期短、价格低、不易干涉、无需专用机床，缩短了齿轮工件的研发周期，降低了研发成本。

技术领域

本发明属于机械加工用刀具领域，具体涉及一种齿轮加工方法及刀具。

背景技术

滚齿、插齿、刮齿、拉齿等齿轮加工方法所用机床均为专用机床且所用刀具设计复杂、制造周期长、成本高。成型法铣齿工艺主要是利用硬质合金成型刀具在数控铣床或加工中心上进行铣削加工，用刀具的轮廓尺寸保证齿轮的齿形尺寸。因此，刀具的设计精度、制造精度和制造工艺对齿形精度有重要影响。

成型法铣齿主要是在常规的数控机床上进行加工，利用与被切齿槽形状完全相符的成形铣刀切出齿形，所用硬质合金刀具制造速度快、成本低，但铣齿工艺与滚齿、插齿等齿轮加工工艺不同，铣齿对机床加工坐标系的对刀精度、刀具精度要求极为严格，参数调整方式也不相同。因此，一般成型法铣齿，齿形精度差，长期以来主要用于大模数齿轮的去余量加工，无法替代滚齿、插齿的加工。

传统成型法铣齿工艺在铣削时，主要有粗加工刀具和精加工刀具2把刀具进行加工，粗加工刀具主要为去余量加工，一般选用标准圆鼻刀或成型刀具；精加工主要为精密成型刀具，完成齿底和齿形部轮廓的全部区域加工，刀具的刃口与工件接触面积非常大，所受阻力也相应较大，易引起震动，导致工件粗糙度变差；因此，传统铣齿方法很难保证齿轮达到7级精度。另外，传统铣齿刀具顶端直径一般较小，因此线速度低，切削能力差，使刀具寿命整体降低。现有的滚齿工艺加工时的齿形压力角大小与跨棒距无关，齿形线为绝对渐开线；齿形不对称主要是刀具原因。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种齿轮加工方法及刀具。

为解决上述技术问题，本发明公开了如下技术方案：

一种齿轮加工方法，包括首先采用粗加工刀进行齿胚的去余量加工得到待加工齿轮，然后采用齿底精加工刀精加工待加工齿轮的齿底部，最后采用合格的齿形精加工刀精加工待加工齿轮的渐开线齿形部，精加工至待加工齿轮的跨棒距满足工艺要求，则精加工结束；

所述的合格的齿形精加工刀由以下方法进行获得：

步骤1，采用齿形精加工刀精加工待加工齿轮的渐开线齿形部，获得渐开线齿轮，所述的齿形精加工刀的刀刃部直径为待加工齿轮齿槽宽的1.2～1.5倍，所述齿形精加工刀截型与待加工齿轮齿槽截型相同；

步骤2，检测所述的渐开线齿轮的齿形实际压力角α_x和渐开线齿轮的跨棒距Mx；

步骤3，根据步骤2检测得到的齿形实际压力角α_x计算出齿形精加工刀的理论抬刀距离h₁，根据步骤2检测得到的跨棒距Mx计算出齿形精加工刀的实际抬刀距离h₀，

所述的理论抬刀距离h₁与齿形实际压力角α_x的关系式为：

其中，d_b表示待加工齿轮基圆直径，取值范围为50～600mm，α表示齿轮分度圆上标准压力角，取值范围为10～30°；

所述的实际抬刀距离h₀与跨棒距Mx之间的关系式为：