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(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CN106735601A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201611221427.X(22)申请日2016.12.26(71)申请人合肥工业大学地址230009安徽省合肥市包河区屯溪路193号(72)发明人韩江夏链李大柱高婷田晓青(74)专利代理机构合肥金安专利事务所34114代理人金惠贞(51)Int.Cl.B23F1/00(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称一种非圆齿轮连续展成滚齿的加工方法(57)摘要本发明涉及一种非圆齿轮连续展成滚齿的加工方法。该方法基于包括工作台、齿坯回转轴、滚刀回转轴、滚刀前后移动轴、滚刀上下移动轴和柔性电子齿轮箱的数控滚齿机;将非圆齿坯固定在工作台上,齿坯回转轴带动工作台变速转动;当滚刀回转轴的转速恒定转速时,滚刀前后移动轴和齿坯回转轴的实时速度通过柔性电子齿轮箱实时运算并作闭环控制,实现非圆齿坯滚切;滚切过程中,实时监测、计算齿坯回转轴、滚刀前后移动轴与滚刀回转轴之间的速比系数,并对齿坯回转轴和滚刀前后移动轴的速度进行控制,从而实现非圆齿轮节曲线的连续展成滚齿加工。本发明只需将非圆齿轮节曲线的极坐标方程导入数控系统,即可加工,大大缩短了非圆齿轮的制造周期。CN106735601ACN106735601A权利要求书1/2页1.一种非圆齿轮连续展成滚齿的加工方法,所述加工方法基于数控滚齿机,所述数控滚齿机包括工作台、齿坯回转轴、滚刀回转轴、滚刀前后移动轴、滚刀上下移动轴和柔性电子齿轮箱,所述柔性电子齿轮箱是基于ARM、DSP和FPGA的硬件平台实现控制功能,其特征在于:将非圆齿坯固定在数控滚齿机的工作台上,齿坯回转轴带动工作台以变转速运动;当滚刀回转轴的转速为恒定转速时,滚刀前后移动轴和齿坯回转轴的实时速度通过柔性电子齿轮箱进行实时运算并作闭环控制,实现非圆齿坯滚切;滚切过程中,实时监测齿坯回转轴位置信息,实时计算齿坯回转轴、滚刀前后移动轴与滚刀回转轴、滚刀上下移动轴之间的速比系数,并对齿坯回转轴和滚刀前后移动轴的速度进行实时控制,从而实现非圆齿轮节曲线的连续展成滚齿加工。2.根据权利要求1所述一种非圆齿轮连续展成滚齿的加工方法,其特征在于:具体操作步骤如下:(1)工件运动:将非圆齿坯固定在所述数控滚齿机的工作台上,齿坯回转轴带动工作台以变转速转动,期间实时采集齿坯回转轴位置信息;(2)切削运动(2.1)滚刀回转轴以恒定转速带动滚刀旋转为主运动;(2.2)径向进给运动当滚刀开始接触齿坯,所述柔性电子齿轮箱控制滚刀回转轴、齿坯回转轴和滚刀相对于齿坯的前后移动轴同时联动,实现滚刀在非圆齿坯端面投影齿条中线和非圆齿轮节曲线的纯滚动;滚刀向非圆齿坯作径向进给,一直进到齿全深;(2.3)轴向进给运动为了滚切出非圆齿轮的全齿宽,滚刀沿非圆齿坯轴向方向作进给运动;(2.4)展成运动滚刀与非圆齿坯之间强制地保持着啮合关系,滚刀将非圆齿坯上对其运动形成干涉的材料切除,从而加工出非圆齿轮的齿廓。3.根据权利要求1所述一种非圆齿轮连续展成滚齿的加工方法,其特征在于:当滚刀回转轴以恒定转速带动滚刀滚切非圆直齿齿坯时,柔性电子齿轮箱控制在每个插补周期内接收一次齿坯回转轴的位置信息,据此计算出滚刀在非圆直齿齿坯端面的投影齿条中线与非圆齿轮节曲线的切点在非圆齿轮节曲线上所对应的极角值,并据所述极角值计算出齿坯回转轴、滚刀前后移动轴与滚刀回转轴之间的速比系数,然后对齿坯回转轴和滚刀前后移动轴的速度进行实时控制,所示齿坯回转轴、滚刀前后移动轴的速度由式(1)确定:式(1)中,ωb为滚刀回转轴的回转角速度,ωc为齿坯回转轴的回转角速度,vx为滚刀前后移动轴的前后移动线速度,为滚刀在非圆直齿齿坯端面的投影齿条中线与非圆齿轮节曲线的切点在非圆齿轮节曲线上所对应的极角值,r为极角对应的极径,K为滚刀头数,m2CN106735601A权利要求书2/2页为非圆齿轮模数。4.根据权利要求1所述一种非圆齿轮连续展成滚齿的加工方法,其特征在于:当滚刀回转轴以恒定转速带动滚刀滚切非圆斜齿齿坯时,柔性电子齿轮箱控制在每个插补周期内接收一次齿坯回转轴的位置信息,据此计算出滚刀在非圆斜齿齿坯端面的投影齿条中线与非圆齿轮节曲线的切点在非圆齿轮节曲线上所对应的极角值,据所述极角值计算出齿坯回转轴与滚刀回转轴以及滚刀上下移动轴之间的速比系数,并计算出滚刀前后移动轴与齿坯回转轴之间的速比系数,然后对齿坯回转轴和滚刀前后移动轴的速度进行实时控制,所示齿坯回转轴、滚刀前后移动轴的速度由式(2)确定:式(2)中,ωb为滚刀回转轴的回转角速度,为齿坯回转轴的合成回转角速度,vx为滚刀前后移动轴的移动线速度,为滚刀在非圆斜齿齿坯端面的投影齿条中线与非圆齿