一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀及其加工工艺.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CN106180910A(43)申请公布日2016.12.07(21)申请号201610638806.2(22)申请日2016.08.05(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人郭辉赵宁(74)专利代理机构西安西达专利代理有限责任公司61202代理人刘华(51)Int.Cl.B23F21/16(2006.01)B23P15/28(2006.01)B23H7/02(2006.01)B23H9/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀及其加工工艺(57)摘要一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀及其加工工艺，包括滚刀刀体，滚刀端盖，滚刀刀片，螺钉，滚刀刀体上设有滚刀刀片，滚刀刀体外通过螺钉固定滚刀端盖，所述的滚刀刀片插入滚刀刀体槽中实现圆周方向定位，滚刀刀片轴向和径向由滚刀端盖定位，通过线切割，先粗切每排刀片，装配成整体后再在四轴联动线切割机床上精加工齿形，可实现面齿轮的连续滚齿加工，提高加工效率，更重要的是此方法比插齿加工具有更高的齿距加工精度和齿面光洁度，以期望获得更好的啮合性能。CN106180910ACN106180910A权利要求书1/1页1.一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀，包括滚刀刀体(1)，滚刀端盖(2)，滚刀刀片(3)，螺钉(4)，其特征在于，滚刀刀体(1)上设有滚刀刀片(3)，滚刀刀体(1)外通过螺钉(4)固定滚刀端盖(2)，所述的滚刀刀片(3)插入滚刀刀体(1)槽中实现圆周方向定位，滚刀刀片(3)轴向和径向由滚刀端盖(2)定位。2.根据权利要求1所述的一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀，其特征在于，所述的滚刀端盖(2)的端面与机床刀架轴的轴肩配合以实现滚刀的轴向定位。3.根据权利要求1所述的一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀，其特征在于，所述的滚刀刀片(3)为不少于12个，当滚刀轴面直径较大时亦可增加滚刀刀片(3)。4.根据权利要求1所述的一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀，其特征在于，所述的滚刀刀片(3)可为4排齿。5.一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)确定滚刀的齿形：滚刀的法截面齿形应与面齿轮相啮合的圆柱齿轮齿形相同，其过轴截面齿形可通过投影计算方法获得其参数，设N0、m0、s0与α0分别为滚刀过轴截面假想齿轮的齿数、模数、齿距及压力角；Nn、mn与αn分别为与面齿轮相啮合的圆柱齿轮的齿数、模数及压力角；λ0是滚刀的螺旋升角；由法截面向过轴截面内投影，得到过轴截面齿形参数：N0＝Nncosλ0m0＝mn/cosλ0s0＝πmn/cosλ0-1α0＝tan(tanαn/cosλ0)滚刀过轴截面齿形是一条渐开线，其对应的齿轮参数如上；当滚刀的直径增大时，螺旋升角减小，滚刀的加工误差也将相应减小；2)滚刀刀片的加工：通过线切割，先粗切每排刀片，装配成整体后再在四轴联动线切割机床上精加工齿形，对于小直径滚刀，圆周齿数不能过多以防止加工干涉问题；或在五轴联动磨床上铲磨滚刀的后刀面，比前者具有更高的精度，能保证重磨后的面齿轮加工精度。2CN106180910A说明书1/4页一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀及其加工工艺技术领域[0001]本发明属于滚刀制作技术领域，具体涉及一种面齿轮用镶片式椭球形滚刀及其加工工艺。背景技术[0002]面齿轮传动是一种圆柱齿轮与圆锥齿轮相啮合的齿轮传动，可以应用于两轮轴线正交与非正交的场合。由于面齿轮副在分流—汇流传动中的独特性，使其在航空领域的应用表现出了潜在的优势。面齿轮的分流—汇流装置与传统的弧齿锥齿轮分流—汇流传动装置相比较，结构简化，重量减轻22％，动力传输密度(单位重量所传输的动力)提高35％。在分流装置中小轮浮动安装，能够自定心，消除了轴向力，保证了对安装误差的低敏感性。另一个尤其重要的特点是小齿轮不需要轴向调整，这大大缩短了安装调试时间。面齿轮传动中的圆柱齿轮可以是直齿轮也可以是螺旋齿轮。高精度的面齿轮传动可替代弧齿锥齿轮传动，从而应用于车辆或者航空器减速器中，具有广阔的应用前景。[0003]然而面齿轮的制造较困难，目前仅有少数国家具备面齿轮的精密加工能力。美国的E.Miller最早提出了用滚刀加工面齿轮的方法，但由于其滚刀螺旋面形状与修正等问题没有得到很好解决，加工得到的最小齿面误差超过50μm而达不到使用要求。荷兰的CrownGear公司采用整体式滚刀进行数控滚齿和磨齿，提高了加工精度。美国Boeing公司与加拿大的NorthStar公司协作研制的面齿轮5轴磨床可加工出精度达AGMA12级的面齿轮，并已成功用于直升机主减速器中。美国NASA及一些直升机公司多采用先插齿后磨齿的制造工艺。[0004