硬齿面齿轮精车工艺及其车齿刀具设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110465706A(43)申请公布日2019.11.19(21)申请号201910618728.3(22)申请日2019.07.10(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人郭正高峰李艳杨勃(74)专利代理机构北京国昊天诚知识产权代理有限公司11315代理人杨洲(51)Int.Cl.B23F1/00(2006.01)B23F21/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称硬齿面齿轮精车工艺及其车齿刀具设计方法(57)摘要硬齿面齿轮精车工艺，步骤1，对齿轮工件进行粗加工，采用车齿工艺，工件齿面留有加工余量，工件齿根挖根，粗加工结束后，并进行热处理；步骤2，对粗加工后的齿轮工件进行精车加工，采用车齿工艺，工件齿面加工余量由刀齿侧刃切除，工件齿根保留热处理表层；硬齿面齿轮的车齿刀具的设计方法，1)车齿刀具前角设计为负角度，前刀面设计为锥面或易于磨削的曲面；2)通过圆柱车齿刀具工作角度柔性调整方法，使车齿刀具工作角度落在预设的最适合某硬度硬齿面齿轮工件精加工的范围之内，计算车齿刀刃曲线；硬齿面齿轮加工效率高、使用成本低，利于齿轮传动降噪，刀具使用寿命高。CN110465706ACN110465706A权利要求书1/1页1.硬齿面齿轮精车工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对齿轮工件进行粗加工，采用车齿工艺，工件齿面留有加工余量，余量大于0.1mm，工件齿根进行挖根，挖根量小于0.1mm，粗加工结束后，对工件进行热处理，齿面硬度大于350HBW；步骤2，对步骤1粗加工后的齿轮工件进行精车加工，采用车齿工艺，工件齿面加工余量由硬齿面齿轮的车齿刀具刀齿侧刃切除，车齿刀具的刀齿顶刃不参与切削，工件齿根保留热处理表层。2.硬齿面齿轮的车齿刀具的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)车齿刀具为圆柱车齿刀具，车齿刀具前角设计为负角度，前刀面设计为锥面或易于磨削的曲面；2)通过圆柱车齿刀具工作角度柔性调整方法，使车齿刀具工作角度落在预设的最适合某硬度的硬齿面齿轮材料加工的范围之内，并基于车齿刀具安装调整参数计算车齿刀刃曲线，精车刀刃曲线是由齿轮工件齿面按照车齿啮合运动，在车齿刀具的前刀面上包络出的空间曲线。3.根据权利要求2所述的硬齿面齿轮的车齿刀具的设计方法，其特征在于，所述车齿刀具无顶刃后角及侧刃后角，车齿刀具刃磨后刀刃形状与刀具顶圆半径不变。4.根据权利要求1所述的硬齿面齿轮的车齿刀具的设计方法，其特征在于，所述的负角度是指：车齿刀具顶刃前角为负，刀尖楔角为钝角，刀齿强度得以增强。5.根据权利要求1所述的硬齿面齿轮的车齿刀具的设计方法，其特征在于，所述的圆柱车齿刀具工作角度柔性调整方法，具体步骤为：结合硬齿面齿轮材料加工特点，综合调整车齿刀具的刀倾角τ、刀偏d、中心距a、轴交角∑的刀具安装调整参数及刀具齿数zc、螺旋角βc的刀具基本参数，使车齿刀具工作角度落在预设的最适合某硬度硬齿面齿轮工件精加工的范围之内。6.根据权利要求2所述的硬齿面齿轮的车齿刀具的设计方法，其特征在于，所述的齿轮工件齿面为渐开线齿面、修形齿面。2CN110465706A说明书1/4页硬齿面齿轮精车工艺及其车齿刀具设计方法技术领域[0001]本发明属于圆柱齿轮加工及刀具设计技术领域，具体涉及硬齿面齿轮精车工艺及其车齿刀具设计方法。技术背景[0002]齿轮轻量化技术是齿轮行业未来发展的重要方向，硬齿面齿轮技术则是实现齿轮轻量化的重要手段之一。硬齿面齿轮在航空航天、风电、核电、汽车、机器人等领域有着非常广阔的应用前景，这就使得业界对硬齿面齿轮高效、高精度、低成本的制造技术的需求越来越迫切。硬齿面滚齿的加工效率比较高，加工精度尚可，但无法用来加工内齿轮；硬齿面插齿工艺可以加工内齿轮、双联齿轮等，但加工效率与加工精度都比较低；磨齿与珩齿的加工精度较高，是最为常用的硬齿面齿轮加工方法，但磨齿加工效率较低，磨内齿圈时受限较多，而珩齿材料去除效率不高，且对工件粗加工精度的要求较高；拉削加工效率与精度都比较高，但拉削设备昂贵，专用刀具造价极高，且开发周期也很长。全世界一直在探索硬齿面齿轮，尤其是对硬齿面内齿轮高效、高精度、低成本制造技术新的突破口，以应对硬齿面齿轮巨大的市场需求。发明内容[0003]为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供硬齿面齿轮精车工艺及其车齿刀具设计方法，该方法采用车齿工艺精加工硬齿面齿轮，提高硬齿面齿轮加工效率，并降低生产成本。[0004]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：硬齿面齿轮精车工艺，其特征在于，包括以下步骤：[0005]步骤1，对齿轮工件进行粗加工，采用车齿工艺，工件齿面留有加工余量，余量大于0