[发明专利]一种面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮成形修整方法

说明书

本发明公开了一种面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮成形修整方法，属于齿轮制造领域。采用成形金刚滚轮，在普通圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机上对鼓形蜗杆砂轮进行修整。以砂轮的偏心摆动为修整冲程运动，基于虚拟中心距加工原理，将砂轮偏摆运动进行分解，通过四轴联动实现鼓形蜗杆砂轮螺旋面的双边成形修整。利用该方法修整面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮具有较高的修整效率和精度，可以使面齿轮磨削摆脱专用机床的限制。

技术领域

本发明属于齿轮制造领域，尤其是面齿轮的磨削加工，具体涉及一种面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮成形修整方法。

技术背景

面齿轮副具有传动比大、重合度高、结构紧凑、对安装误差不敏感等优点，主要应用于直升机减速器中。作为直升机动力传动装置的核心零件之一，面齿轮必须在高速、重载的工况下保持优良的性能，这极大提高了对面齿轮齿面精度的要求。

磨削工艺是提高齿轮齿面精度的主要手段。针对面齿轮的蜗杆砂轮磨削工艺，LITVIN等设计了面齿轮蜗杆砂轮磨削机床，基于蜗杆砂轮的廓形特征，提出了面齿轮蜗杆砂轮的成形修整和平面修整方法。南京航空航天大学朱如鹏等基于单参数包络和双参数包络提出了两种面齿轮蜗杆砂轮修整方法，并设计了面齿轮蜗杆砂轮专用修整机构。西北工业大学郭辉等提出在数控圆柱齿轮磨齿机上分别以成形金刚滚轮和标准锥面滚轮修整面齿轮蜗杆砂轮的方法，但存在修整精度和修整效率不高的问题。可见对面齿轮蜗杆砂轮修整大都需要在专用设备上进行，缺乏通用性，此外，修整精度和效率还有待提高。因此，在普通蜗杆砂轮磨齿机上进行面齿轮蜗杆砂轮的高精高效修整对面齿轮磨削技术的发展具有重大意义。

发明内容

针对现有方法存在的缺陷，本发明提供了一种面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮成形修整方法，该方法采用成形金刚滚轮，在普通圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机上进行。以砂轮的偏心摆动为修整冲程运动，基于虚拟中心距加工原理，将砂轮偏摆运动进行分解，通过四轴联动方式实现鼓形蜗杆砂轮螺旋面的修整。利用该方法修整面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮无需设计专用机床或专用修整机构，且具有较高的修整效率和精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮成形修整方法，在普通蜗杆砂轮磨齿机上，将成形金刚滚轮置于砂轮正上方，使蜗杆砂轮在竖直平面相对于金刚滚轮以O_s为中心作偏心摆动，通过鼓形蜗杆砂轮和成形金刚滚轮之间的相对圆弧摆动完成鼓形蜗杆砂轮的成形修整。

作为本发明的一种优选方案，基于虚拟中心距加工原理，将蜗杆砂轮在竖直平面的偏心摆动分解为两个运动，一是砂轮绕A1轴中心O_A的转动，二是砂轮在Y-Z平面的平动。

作为本发明的一种优选方案，砂轮的自转由砂轮旋转轴B1实现，砂轮绕O_A的转动由刀架回转轴A1实现，砂轮在Y-Z平面的平动由切向进给轴Y1和轴向进给轴Z1共同实现，控制B1、A1、Y1和Z1四轴联动，使砂轮匀速旋转的同时相对滚轮作偏心摆动从而修整出鼓形蜗杆砂轮螺旋面。

作为本发明的一种优选方案，为实现在法截面上对砂轮进行修整的目的，修整鼓形蜗杆砂轮时，成形金刚滚轮通过C2轴绕竖直方向摆动角度λ，λ为鼓形蜗杆砂轮名义螺旋升角，计算公式如下：

式中，n_w为蜗杆头数，r为与鼓形蜗杆砂轮对应插齿刀的分度圆半径，z_s为与鼓形蜗杆砂轮对应插齿刀的齿数，E为蜗杆砂轮与对应插齿刀的轴距。