專(zhuān)利名稱(chēng)：二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的齒背磨法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及二包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的一種磨削齒背的工藝方法。
滾刀在切削蝸輪時(shí)，通常保持一定寬度的切削刃帶，而且為了保證被加工蝸輪的光潔度、精度及滾刀的使用壽命，滾刀必須具有一定的后角。對(duì)各種圓柱形蝸輪滾刀的齒背磨削，可在滾刀鏟背機(jī)床，如K96、K8950等上完成。對(duì)普通直線型環(huán)面蝸輪滾刀，由于滾刀螺旋面不是可展曲面，因此滾刀刃帶螺旋面無(wú)法精確鏟磨成型，一直只能采用近似磨削的方法加工滾刀刃帶。各種型線的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀，雖刀具外形與普通直線型環(huán)面蝸輪滾刀十分相似，但兩者的成型原理截然不同，既不能采用普通直線型環(huán)面蝸輪滾刀的近似磨削方法，更不可能在現(xiàn)有的滾刀鏟背機(jī)床上，按現(xiàn)有方法磨削二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的齒背；目前，只能采用手工修磨齒背的方法，滾刀刃帶寬度及后角均無(wú)法精確控制。
本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，而提供上一種可精確控制刃帶寬度及后角的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的齒背磨削方法。
可采取以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)目的。在數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿磨床上，采用軸向截形與滾刀(蝸桿)齒面的法向截形一致的成型砂輪進(jìn)行磨削，砂輪軸線置于滾刀(蝸桿)齒面的法截面中；滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪旋轉(zhuǎn)、還沿滾刀螺旋線方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即既有徑向進(jìn)給又有螺旋進(jìn)給?？尚纬梢欢▽挾鹊娜袔Р⒈ＷC一定的后角。
結(jié)合附圖，實(shí)施方式對(duì)本技術(shù)方案的內(nèi)容作進(jìn)一步詳述。


圖1是回轉(zhuǎn)曲面砂輪二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀(蝸桿)示意圖；a、為平面砂輪二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀(蝸桿)磨削成型示意圖；b、為砂輪內(nèi)錐面二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪刀(蝸桿)磨削成型示意圖；圖2是滾刀軸截面喉部對(duì)稱(chēng)齒示意圖；圖3是滾刀法截面喉部對(duì)稱(chēng)齒示意圖；圖4(a)是二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀外形圖；圖4(b)是二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀軸截面齒形圖；圖5是砂輪軸截面廓線示意圖；圖6是滾刀各刀齒對(duì)應(yīng)角示意圖；圖7是砂輪與滾刀(蝸桿)的相對(duì)位置及修形運(yùn)動(dòng)關(guān)系示意圖；圖8是二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀齒背磨削順序示意圖。
二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀是泛指以各種回轉(zhuǎn)曲面砂輪包絡(luò)，具有相應(yīng)型線的各種環(huán)面蝸輪滾刀，諸如圓環(huán)面二次包絡(luò)、漸開(kāi)線二次包絡(luò)及附圖1所示的平面二次包絡(luò)，錐面二次包絡(luò)等等。從圖中可以看出砂輪均為回轉(zhuǎn)曲面，而曲面的截形分別是平面直線、錐形線。
各種型線的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀未開(kāi)齒前，與對(duì)應(yīng)蝸桿的齒形完全相同，開(kāi)齒(槽)之后，才形成滾刀，即滾刀與蝸桿具有一致性，這一點(diǎn)與現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有差別。
本磨削方法必須在數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)(CNC)環(huán)面蝸桿磨床上進(jìn)行加工，只有這種機(jī)床才能滿足運(yùn)動(dòng)關(guān)系和相應(yīng)的控制要求。其加工調(diào)整方法具體如下。
先將蝸輪滾刀齒坯卡裝在數(shù)控蝸桿磨床的兩頂尖間，依照磨削蝸桿的成型方法，加工蝸輪滾刀的刃口，即滾刀刃帶的一次包絡(luò)成型。
修整砂輪，使其成為成型砂輪，即使砂輪的軸向截形與基本蝸桿螺旋面的法向截形完全一致。附圖2、3分別給出了滾刀軸向及法向喉部對(duì)稱(chēng)齒的截形。由于各種型線的二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的刃帶螺旋面是可展曲面，它與蝸桿螺旋面一樣可包絡(luò)成型，因此，二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的刃帶可以被精確磨削成型，這是不成問(wèn)題的；二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的特異之處在于各個(gè)刀齒的尺寸處處不同，其軸截面齒形如附圖4(b)所示，圖中喉部(中央部位)齒寬最寬bmax，依次向外減薄，邊齒齒寬最小bmin。如選擇滾刀喉部左右對(duì)稱(chēng)的法面截形作為砂輪的軸截形，如圖5所示，可采用電子計(jì)算機(jī)精確求算出蝸輪滾刀喉部法面截形齒廓的坐標(biāo)值。
例中心距a=125.00mm，蝸桿頭數(shù)Z1=3，蝸輪齒輪Z2=20，滾刀(蝸桿)分度圓直徑DI=56.00mm，滾刀頂圓直徑DAI=64.00mm，徑向變位系數(shù)XI=0.00，速比變位系數(shù)DZ=0.00軸向變位系數(shù)B=0.00，超始角PHIO=4.1711，砂輪傾角BETA=17.200，槽數(shù)AK=1時(shí)，可求得一組蝸桿法截面坐標(biāo)值。
按上述方法將滾刀每個(gè)刀齒分圓P點(diǎn)處法面截形坐標(biāo)值(Xn，Yn，Zn)求出，然后輸入數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿磨床砂輪修整器的電腦中，對(duì)砂輪的軸截面依據(jù)滾刀法截面坐標(biāo)對(duì)應(yīng)值進(jìn)行修形，可獲得理想的砂輪軸截形廓線，如圖5所示。對(duì)滾刀其它齒形的修整，可按附圖6所示的滾刀各刀齒所處的位置對(duì)砂輪進(jìn)行修整。形成成型砂輪。
調(diào)整砂輪位置，在機(jī)床上使砂輪軸線置于滾刀齒面的法截面中。如附圖7所示，砂輪的QtZt軸安放在過(guò)P點(diǎn)的滾刀齒面的法面之中，并移動(dòng)砂輪，使?jié)L刀刃帶螺旋面與砂輪貼合。
控制數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿磨床的ψ1、ψ2、A、B四個(gè)運(yùn)動(dòng)令滾刀旋轉(zhuǎn)ψ1并附加一個(gè)轉(zhuǎn)角△ψ1，使?jié)L刀刃帶預(yù)留至指定的寬度，通?？刂圃?0.1-0.15)mm范圍內(nèi)；砂輪旋轉(zhuǎn)角ψ2，并令砂輪沿Yt方向進(jìn)給一個(gè)△ψ2的磨量，其△ψ2可控制在(0.1-0.2)mm范圍內(nèi)；砂輪沿A、B方向運(yùn)動(dòng)，即使砂輪與滾刀產(chǎn)生相對(duì)螺旋進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。按滾刀回轉(zhuǎn)ψ1等于一個(gè)齒距角γ=360°/Z2(式中Z2為蝸輪齒數(shù))，使?jié)L刀齒側(cè)產(chǎn)生后角；砂輪沿滾刀徑向退出，第一個(gè)滾刀齒的齒背磨削完成；砂輪和滾刀均旋轉(zhuǎn)另一個(gè)ψ1及ψ2，沿滾刀螺旋線方向的第二個(gè)滾刀齒進(jìn)入磨削位置。
滾刀齒背鏟磨順序如附圖8所示，圖中(a)為未磨齒背的刀齒；(b)為磨刀齒側(cè)面示意圖；(c)為齒側(cè)后角形成示意圖；(d)為齒側(cè)及頂后角均磨出示意圖。
砂輪再按照下一個(gè)刀齒的分圓法截面坐標(biāo)進(jìn)行軸面成型修整后，重復(fù)上述控制過(guò)程。即可將全部刀齒齒背磨削成型。磨削滾刀各齒的頂刃后角時(shí)，遵從上述磨削方法，但不必走螺旋進(jìn)給，只走徑向進(jìn)給，即可磨出所需的后角。
綜上所述，本技術(shù)方案相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)在數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿磨床上，磨削二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀，只需依據(jù)計(jì)算機(jī)求出滾刀各刀齒的分圓法截形坐標(biāo)值，就可按本發(fā)明提出的加工方法使二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀精確成型，打破了傳統(tǒng)的用凸輪靠模鏟磨滾刀齒背的常規(guī)方式，節(jié)省大量費(fèi)用，由于數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確，滾刀刃帶寬度及后角均能精確控制。
權(quán)利要求
1.一種二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的齒背磨法，其特征在于a、使用軸向截形與滾刀(蝸桿)齒面的法向截形一致的成型砂輪進(jìn)行磨削；b、砂輪軸線置于滾刀(蝸桿)齒面的法截面中；c、滾刀轉(zhuǎn)動(dòng)，砂輪旋轉(zhuǎn)、還沿滾刀螺旋線方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，即既有徑向進(jìn)給又有螺旋進(jìn)給；d、在數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿磨床上加工。
全文摘要
本發(fā)明是涉及二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀的一種磨削齒背的工藝方法。在數(shù)控四軸聯(lián)動(dòng)環(huán)面蝸桿磨床上，采用軸向截形與蝸桿齒面的法向截形一致的成型砂輪進(jìn)行磨削。砂輪軸線置于蝸桿齒面的法截面中，按本發(fā)明提供的加工方法可使二次包絡(luò)環(huán)面蝸輪滾刀精確成型，節(jié)省大量費(fèi)用，滾刀刃帶寬度及后角均能精確控制。
文檔編號(hào)B24B53/075GK1101871SQ9312046
公開(kāi)日1995年4月26日 申請(qǐng)日期1993年12月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月17日
發(fā)明者張亞雄, 齊麟 申請(qǐng)人:天津華盛昌齒輪有限公司