[发明专利]斜齿圆柱齿轮精密拉削方法及刀具

说明书

本发明属于渐开线斜齿圆柱齿轮齿面精加工领域。

拉削加工具有高精度、高效率、刀具寿命长、机床运动简单等诸多优点。在成批、大量生产中已广泛应用并获显著的技术、经济效益。应用拉削加工齿轮，目前仅见采用长条形(拉削单个齿槽，单齿分度)、扇形(拉削数个齿槽，数齿分度)和筒形(拉削全部齿槽，元需分度)拉刀拉削，其共同特点是：拉刀刀刃齿形按成形法设计，加工齿轮齿数不同，齿槽形状不同，拉刀专用且仅能加工直齿轮。

本发明的目的在于提供一种高效、高精度、低成本拉削软齿面或硬齿面的斜齿圆柱齿轮精密拉削方法和构形简单的斜齿齿条形拉刀。

本发明的目的是通过以下技术方案完成的：采用分置齿轮轮齿两侧的成对斜齿齿条形拉刀拉削齿轮轮齿两侧齿面，齿轮与拉刀做相对螺旋运动，螺旋运动参数p=r_b／tgβ_b，每沿齿轮轴向往复切削一次，完成齿轮双侧齿面精加工。

用于斜齿圆柱齿轮精密拉削方法专用的斜齿齿条形拉刀，它具有倾斜角入=β_b(β_b—被加工齿轮基圆螺旋角)的直线刀刃，拉削中每条刀刃依次对应切削相应轮齿齿面并与该斜齿轮齿面——螺旋渐开面的直线母线相贴合，拉刀法向齿距等于被加工齿轮法向基节，拉刀齿顶面为前刀面A_γ，对应加工齿面的拉刀齿槽侧面为后刀面A_α，拉刀非工作侧齿槽侧面为齿背面A_c，拉刀刀齿纵截面为锯齿形，其法向前角γ_n，法向后角α_n，均能按具体工作情况依照切削原理选用合理值，齿背角α_c=30。40'，以加强刀齿强度。

附图1(该图简单示意拉削右旋斜齿轮右侧齿面，左侧加工类同)所示斜齿齿条形拉刀T各刀齿具有倾斜角为入的直线刀刃，入=β_b(β_b-被加工齿轮基圆螺旋角)，直线刀刃长l≥(ρ_max-ρ_min)／Sinλ(ρ_max——被加工齿轮齿顶渐开线曲率半径，ρ_min——被加工齿轮渐开线起始点曲率半径)，拉刀齿数Z_o=Z(Z——被加工齿轮齿数)，刀齿法向齿距P_n等于被加工齿轮法向基节，即P_n=πm_nCosα_n(m_n——被加工齿轮分圆法向模数，α_n-被加工齿轮法向压力角)；拉刀T各直线刀刃位于同一平面(Q)中，安装时(Q)平面与被加工齿轮半径为r_b的基圆柱切平面(S)重合且拉刀方向与被加工齿轮的轴线平行，这就是说，拉刀齿倾斜λ角的直线刀刃必与齿轮G右侧螺旋渐开面的直线发生线相贴合，当拉刀自上而下以做直线拉削运动时，齿轮G如图示按逆时针方向旋转，机床需保证ω=vtgβ_b／r_b，也就是说齿轮和刀具之间的相对运动关系是齿轮G相对拉刀T完成螺旋运动，这一螺旋运动螺旋参数p=r_b／t_gβ_b，保证拉刀直线刀刃时时刻刻与螺旋渐开面的直线发生线相贴合，从而加工出精确的斜齿轮齿面。在齿轮旋转一周稍多的过程中，拉刀各刀齿依次对应进入齿槽加工齿面，完成整个齿轮全部轮齿右侧齿面精加工，按上述方法，对应左侧齿面安装另一拉刀并与被加工齿轮做相反方向相对螺旋运动即可完成整个齿轮全部轮齿左侧齿面精加工，这就是说，在齿轮相对两侧拉刀往返一次拉削中完成齿轮双侧齿面精加工。 

本发明是提供一种以最简单的直线构成刀齿刀刃的齿条形拉刀，相对被加工齿轮轴向做直线运动，被加工齿轮另附以相应转动，拉削斜齿轮的螺旋渐开面齿面。拉刀结构及机床运动均很简单，实现高效、高精度、低成本精密拉削软齿面或硬齿面斜齿圆柱齿轮的目的。

本发明的技术特点和效果如下：

1、拉刀采用直线刀刃、设计制造简单，易于锒装硬质合金或其它超硬刀具材料刀片，可实现淬硬齿面精加工且拉削齿面不产生通常包络展成的齿廓多边形及齿向波度，保证齿轮加工高精度，齿面高质量。

2、几何角度选用合理值，每条刀刃一次切削即可完整加工一侧齿面，可提高刀具耐用度；

3、刀刃工作为斜角切削，刀刃工作长度自0→最大→0退出切削，切削条件好，工作平稳；

4、重磨简单，尤其是采用零前角时，各刀齿前刀面处于同一平面，可实现机上重磨，加深齿槽深度增加重磨储备量，提高重磨次数，保证刀具高寿命；