一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺，包括以下步骤：齿轮参数设计计算—加工刀具参数设计计算—程序编订—机床加工。本方法通过对数控滚齿机C轴角位移，Y轴的轴位移来不断修正大、小端的齿形角，得到近似于球面渐开线的齿形的方法加工小模数直齿锥齿轮，具有刀具的变化种类少，加工效率高的特点，不仅适用于小批量生产，还适用于大批量生产。
【专利说明】一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺，属齿轮机加工工艺领域。
【背景技术】
[0002]小模数直齿锥齿轮是传动机构中基础性的零件，广泛应用在航空航天、兵器及仪器仪表等领域，当前小模数直齿锥齿轮的加工方法主要有刨齿法、双刀盘铣削法和圆拉法等方法，其中刨齿法主要是利用两把作往返切削运动的刨刀所形成的切削面进行轮齿加工，待加工好一个轮齿后再加工第二个轮齿，直至加工好整个轮齿，这种方法生产率很低，只适用于小批及单件生产，双刀盘铣削法是利用两把铣刀盘的旋转运动所形成的切削面是产形轮轮齿，在加工好一个轮齿后分度在加工第二个轮齿，直至加工好整个轮齿，这种加工方法效率高，但刀具的变化种类多导致加工费用高，圆拉法则是在确定工件不动，拉刀盘作旋转运动的同时，沿齿向方向作往复运动以拉削处齿槽，但这种成形法只能在专用机床上加工，具有很强的行业局限性，因此传统的加工方法已不能满足现代高柔性、低成本及高效率的加工要求。
【发明内容】
[0003]本发明目的就在于克服上述不足，提供一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺。
[0004]为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现:
一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺，包括以下步骤:齿轮参数设计计算一加工刀具参数设计计算一程序编订——机床加工，其具体步骤为:
第一步:齿轮参数设计计算，根据需要生产齿轮的模数mo、齿数Z、压力角a e、轴线夹角Φ及齿根高rl、齿顶高r2等参数，计算设计出齿轮的分度角α、顶圆外径Φ α、节圆外径Φ&、锥母线长L、齿长L1、小端模数m1、节圆内径Φ?、齿顶角δΚ根锥角Sf等参数，具体计算方式如下:
分度角1=360° /Z 顶圆外径:Φ a = mo X Z+2 X cos δ ο 节圆外径:Φ a= mo X Z 维母线长:L= mo X Z/2 X sin δ o 齿长:Ll=L/4
小端模数:mi= moX (L_ LI) /L 节圆内径:Φ i=mi XZ
齿顶角:δ 1?=Φ/2_Δ δ k=45° +arc (tgΔ δ k)
根锥角:δ f=C>/2-tg (moX 1.25/L)
第二步:加工刀具参数设计计算，根据所加工齿轮的具体参数，并结合刀具半分度角ab、中心分度锥度差Ack&rk=13.5，ro=12.5，rf=l1.25等参数设计计算加工刀具的相关参数，盘形铣刀节圆上的齿宽为y，节圆上齿槽与节圆上的齿宽的间隙差为X，节圆上的间隙宽为Λyk，齿宽的中线到节圆和理论齿面焦点的距离Y1、节圆通过刀具齿面和工件理论齿面的距离Y2及齿向方向的修切量Axk，具体计算方式如下:y= mo X /2-Xa b= a /4Yl=sin a bXroY2= sin ( a b- Δ ck) XroAyk= Yl- Y2
Axk= (df/2/ cos a - df/2) / cos a
第三步:程序编订，将计算好的齿轮参数及加工所用刀具的参数及修切量进行编程，并通过编程计算机将编制好的程序上传至加工用的数控机床中，所编制的程序为通过控制C轴角位移，Y轴的轴位移来不断修正大、小端的齿形角，得到近似于球面渐开线的齿形；第三步:机床加工，将零件毛坯安装到机床上，机床并按照所编制的程序对毛坯进行加工即可。
[0005]本方法通过对数控滚齿机C轴角位移，Y轴的轴位移来不断修正大、小端的齿形角，得到近似于球面渐开线的齿形的方法加工小模数直齿锥齿轮，具有刀具的变化种类少，加工效率高的特点，不仅适用于小批量生产，还适用于大批量生产。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明的流程示意图。
【具体实施方式】
[0007]结合工艺流程及具体计算设计实例，对本发明的具体加工工艺作进一步的详细描述:
实施例1:已知带加工齿轮模数m0=l、齿数Z=25、压力角ae=20°、轴线夹角Φ=90°齿根高rl=l.25Xmo、齿顶高r2=l.0 Xmo,计量单位为毫米mm ；
第一步:齿轮参数设计计算，根据需要生产齿轮的模数mo、齿数Z、压力角a e、轴线夹角Φ及齿根高rl、齿顶高r2等参数，计算设计出齿轮的分度角α、顶圆外径Φ α、节圆外径Φ&、锥母线长L、齿长L1、小端模数m1、节圆内径Φ?、齿顶角δΚ根锥角Sf等参数，具体计算方式如下:
分度角:a 1=360。/Z=360° /25=14.4
顶圆外径:Φ a = moXZ+2Xcos δ ο=1.0X25+0.7071=26.41mm 节圆外径:Φ a= mo X Z=L 0 X 25=25mm
锥母线长:L= mo X Z/2 X sin δ 0=1.0 X 25/2 X 0.707106=17.677mm
齿长:L1=L/4=17.677/4=4.419mm
小端模数:mi= moX (L_ LI)/L=L OX (17.677- 4.419) /17.677 =0.750
节圆内径:Φ?=πι?ΧΖ=0.750X25=18.75mm齿顶角:δ!?=Φ/2-Λ Sk=45° +arc (tgA δ k) =45。+ arc (1/17.677)=48.23° 根锥角:δ f=(D/2-tg (moX 1.25/L) =45° -tg (1.0X 1.25/17.677)
=40.95°
第二步:加工刀具参数设计计算，根据所加工齿轮的具体参数，并结合刀具半分度角ab、中心分度锥度差Ack&rk=13.5，ro=12.5，rf=ll.25等参数设计计算加工刀具的相关参数，盘形铣刀节圆上的齿宽为y，节圆上齿槽与节圆上的齿宽的间隙差为X，节圆上的间隙宽为Λ yk，齿宽的中线到节圆和理论齿面焦点的距离Y1、节圆通过刀具齿面和工件理论齿面的距离Y2及齿向方向的修切量Axk，具体计算方式如下:
y = mo X τι / 2 -X= mo X η / 2~ (mo -mi) X π / 2 = 1.0X3.14/2- (1.0-0.750) X 3.14/2=1.1775mm
a b= a b= a/4=14.4。/4=3.6。
Yl=SinabXro = sin3.6° X 1 2.5=0.7840mm
Y2= sin ( a b_ Δ ck) Xro= sin (3.6° -1.5° ) X 12.5=0.4580mm
Ayk= Yl- Y2==0.7840-0.4580=0.326mm
Axk= (rk/2/ cos a - rf /2)/ cos a = (13.5/2/ cos3.6 ° - 11.25/2)/cos3.6° =0.1 37mm
第三步:程序编订，将计算好的齿轮参数及加工所用刀具的参数及修切量进行编程，并通过编程计算机将编制好的程序上传至加工用的数控机床中，所编制的程序为通过控制C轴角位移，Y轴的轴位移来不断修正大、小端的齿形角，得到近似于球面渐开线的齿形；第三步:机床加工，将零件毛坯安装到机床上，机床并按照所编制的程序对毛坯进行加工即可。
【权利要求】
1.一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺，其特征在于:包括以下步骤:齿轮参数设计计算一加工刀具参数设计计算一程序编订-机床加工。
2.根据权利要求1所述的一种成形法数控加工小模数直齿锥齿轮的工艺，其特征在于:其具体步骤为: 第一步:齿轮参数设计计算，根据需要生产齿轮的模数mo、齿数Z、压力角ae、轴线夹角Φ及齿根高rl、齿顶高r2等参数，计算设计出齿轮的分度角α、顶圆外径Φ α、节圆外径Φ&、锥母线长L、齿长L1、小端模数m1、节圆内径Φ?、齿顶角δΚ根锥角Sf等参数，具体计算方式如下: 分度角1=360° /Z 顶圆外径:Φ α = mo X Z+2 X cos δ ο 节圆外径:Φ a= mo X Z 维母线长:L= mo X Z/2 X sin δ o 齿长:Ll=L/4 小端模数:mi= moX (L_ LI) /L 节圆内径:Φ i=mi XZ 齿顶角:δ 1?=Φ/2_Δ δ k=45° +arc (tgΔ δ k) 根锥角:δ f=C>/2-tg (moX 1.25/L) 第二步:加工刀具参数设计计算，根据所加工齿轮的具体参数，并结合刀具半分度角ab、中心分度锥度差Ack&rk=13.5，ro=12.5，rf=ll.25等参数设计计算加工刀具的相关参数，盘形铣刀节圆上的齿宽为y，节圆上齿槽与节圆上的齿宽的间隙差为X，节圆上的间隙宽为Λ yk，齿宽的中线到节圆和理论齿面焦点的距离Y1、节圆通过刀具齿面和工件理论齿面的距离Y2及齿向方向的修切量Axk，具体计算方式如下:y= mo X /2-Xa b= a /4Yl=sin a bXroY2= sin ( a b- Δ ck) XroAyk= Yl- Y2
Axk= (df/2/ cos a - df/2) / cos a 第三步:程序编订，将计算好的齿轮参数及加工所用刀具的参数及修切量进行编程，并通过编程计算机将编制好的程序上传至加工用的数控机床中，所编制的程序为通过控制C轴角位移，Y轴的轴位移来不断修正大、小端的齿形角，得到近似于球面渐开线的齿形；第三步:机床加工，将零件毛坯安装到机床上，机床并按照所编制的程序对毛坯进行加工即可。
【文档编号】B23P15/14GK104070333SQ201410286059
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】李忠, 叶培娟, 赵朝辉, 张小文, 牛鹏程 申请人:河南平原光电有限公司