[发明专利]一种齿轮端面廓形倒角高速连续切削加工方法有效

专利信息
申请号: 202111267144.X 申请日: 2021-10-28
公开(公告)号: CN114043013B 公开(公告)日: 2022-12-09
发明(设计)人: 贾康;郭俊康;南凯刚;洪军 申请(专利权)人: 西安交通大学
主分类号: B23F19/10 分类号: B23F19/10;B23F21/00
代理公司: 西安通大专利代理有限责任公司 61200 代理人: 白文佳
地址: 710049 *** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 齿轮 端面 倒角 高速 连续 切削 加工 方法
【说明书】:

发明提供一种齿轮端面廓形倒角高速连续切削加工方法,根据倒角切削刀具和齿轮的回转轴轴交角Σ、倒角切削刀具中心点偏离齿轮外端面的距离Ea、倒角切削刀具回转轴线与齿轮轴线之间的安装距离Ec和倒角切削刀具的刀具切削齿前刀面与齿轮外端面平齐时对应切削齿轮齿槽与X轴的夹角Φ安装倒角切削刀具,切削时,齿轮绕自身转轴旋转,倒角切削刀具高度不变,沿切削齿前刀面外法线方向旋转,齿轮旋转一周,齿轮上所有齿轮齿槽的齿槽端面廓形都得到切削,实现齿轮端面廓形倒角高速连续切削。本发明无须对齿轮进行单齿的分度运动,仅需刀齿与每一齿槽端面完成一次啮合运动即可完成整个端面所有齿槽的倒角加工,实现加工效率的提升与加工成本的降低。

技术领域

本发明属于齿轮加工技术领域,具体属于一种齿轮端面廓形倒角高速连续切削加工方法。

背景技术

齿轮作为一种重要的传动零件,在各类机械中得到广泛的应用。齿轮端面廓形的倒角对于去除齿轮齿形加工的毛刺,以及保证齿轮对之间长期稳定的啮合运动至关重要。

传统的齿轮端面廓形倒角多采用两种方法:(1)挤压成型法:使倒角挤压成型刀与齿轮端面的棱部发生接触,然后对刀具与齿轮进行啮合运动,由此通过倒角挤压刀挤压齿轮端面棱部,以使其发生塑性变形从而形成倒角;(2)倒角铣削法:采用倒角铣刀,令其在高速回转形成主切削运动的同时,沿齿轮端面廓形路径做进给运动铣削出齿轮的端面廓形倒角。这里,挤压成型法不可避免的导致齿轮倒角附近的局部曲面发生塑性变形,不再为剪开面或渐开螺旋面,影响齿轮的啮合性能。倒角铣削法需要刀具沿齿轮的端面完整廓形进行铣削加工,需要较长的加工时间,影响齿轮的制造效率。

此外,这两种加工方法都需要在齿轮齿槽在经过滚齿、插齿、车齿等加工工序完成之后,利用专用机床进行加工实现。倒角工序增加了切换工位、安装对刀等准备时间,并要求专用倒角加工设备和刀具,整体上增加了齿轮的制造成本和时间。

发明内容

为了解决现有技术中传统齿轮端面廓形倒角加工需要增加额外专用设备以及加工效率低下或导致齿面局部变形等问题,本发明提供一种齿轮端面廓形倒角的高速连续加工方法,利用与齿轮齿槽加工一致的展成啮合运动方式高效完成加工,可令齿轮倒角加工在齿轮齿槽加工后,在滚齿、车齿机床上一并实现加工,无需专用机床并减少了对齿轮工件的二次装夹,实现加工效率的提升与加工成本的降低。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种齿轮端面廓形倒角高速连续切削加工方法,具体步骤如下:

S1根据倒角切削刀具螺旋切削齿的螺旋角βc和齿轮的螺旋角βg确定倒角切削刀具和齿轮的回转轴轴交角Σ;

S2根据倒角切削刀具中心点偏离齿轮外端面的距离Ea和倒角切削刀具回转轴线与齿轮轴线之间的安装距离Ec,确定倒角切削刀具和齿轮的空间安装位置:

S3根据倒角切削刀具的刀具切削齿前刀面与齿轮外端面平齐时对应切削齿轮齿槽与X轴的夹角Φ确定倒角切削刀具和齿轮的空间精确角度位置;

S4根据回转轴轴交角Σ、距离Ea、安装距离Ec和夹角Φ安装倒角切削刀具,切削时,齿轮绕自身转轴旋转,倒角切削刀具高度不变,沿切削齿前刀面外法线方向旋转,齿轮旋转360°,齿轮上所有齿轮齿槽的齿槽端面廓形都得到切削,实现齿轮端面廓形倒角高速连续切削。

进一步的,步骤S1中,所述倒角切削刀具为回转刀具,沿倒角切削刀具轴向均匀分布有一排切削齿,所述切削齿包括前角和铲背后角,所述切削齿的切削齿前刀面为平面。

进一步的,步骤S1中,所述回转轴轴交角Σ=-βg–βc,其中,齿轮的螺旋角βg右旋为正,左旋为负。

进一步的,步骤S2中,距离Ec和安装距离Ec由齿轮分度圆半径Rg和倒角切削刀具外径Rc确定。

进一步的,步骤S2中,当齿轮为外齿轮时,EcRg+Rc;当齿轮为内齿轮时,EcRg+Rc。

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