一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法.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CN105921823A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610423437.5(22)申请日2016.06.16(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人李国龙何坤赵君(74)专利代理机构重庆信航知识产权代理有限公司50218代理人穆祥维(51)Int.Cl.B23F5/04(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法(57)摘要本发明涉及一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，利用空间啮合原理，根据摆线齿轮三维廓形公式，推导出加工摆线齿轮的蜗杆砂轮三维廓形公式，利用蜗杆砂轮精磨摆线齿轮。这种方法相比摆线齿轮成形磨削技术有明显的优势，用连续加工替代断续加工，同时，展成运动精度稳定性高于断续分度运动精度，导致磨齿精度的大幅度提高，磨齿生产成本的显著降低，磨齿效率明显增加。在蜗杆砂轮磨削摆线齿轮的机床上，应用这种方法，并设计相应工件的专用夹具台，一次性定位安装两个摆线齿轮齿坯，并确定它们的空间位置；蜗杆砂轮一侧增加在线测头，定位蜗杆砂轮的空间位置；以上两个技术的结合运用，实现摆线齿轮齿坯和蜗杆砂轮的快速准确对刀。CN105921823ACN105921823A权利要求书1/2页1.一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，在蜗杆砂轮磨削摆线齿轮机床上使用，其特征在于，根据摆线齿轮三维廓形公式计算出相应蜗杆砂轮的三维廓形公式，根据三维廓形公式修整蜗杆砂轮，利用修整完成的蜗杆砂轮加工摆线齿轮齿坯；在夹具台上一次性定位安装两个摆线齿轮齿坯，确定工件空间位置；根据蜗杆砂轮中心轴位置和转角以及在线测头位置，确定蜗杆砂轮的空间位置；利用蜗杆砂轮与摆线齿轮的啮合关系和空间位置，编制数控程序进行对刀及磨削。2.根据权利要求1所述的一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，蜗杆砂轮廓形公式计算方法是：依据摆线齿轮的三维廓形，建立蜗杆砂轮与摆线齿轮的空间位置坐标系关系，根据两者的啮合运动关系，计算出啮合过程中的接触线，接触线进行螺旋扫描运动，得出蜗杆砂轮三维廓形方程公式；蜗杆砂轮廓形公式如下：接触线方程：附加螺旋运动后的蜗杆砂轮三维廓形：Xdm＝Xdcosθ-YdsinθYdm＝Xdsinθ+Ydcosθ其中，zg是摆线齿轮齿数，是摆线齿轮转角，λ是蜗杆砂轮安装角度，K是中心距，θ是蜗杆砂轮螺旋角，T是蜗杆砂轮的节距；最后，将摆线齿轮X和Y的廓形公式带入计算即可得出蜗杆砂轮的三维廓形公式。3.根据权利要求1所述的一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，夹具台上一次性定位安装两个摆线齿轮齿坯，夹具台采用一面两销的定位方法，圆柱销和削边销所在的直线通过摆线齿轮齿坯的一个齿槽和齿顶，此处设置两个削边销来分别限制齿坯沿圆柱销的转动自由度，达到满足精度等级要求的情况下，一次性定位安装两个工件齿坯，并且确定齿坯的空间齿槽和齿顶位置。4.根据权利要求3所述的一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，两个削边销分别限制齿坯沿圆柱销的转动自由度，摆线齿轮的齿坯上加工的工艺孔和定位孔位置重合，大小不等，两齿坯定位孔相差180°；让限制上部齿坯自由度的削边销穿过下部的齿坯的工艺孔来定位上部齿坯，限制转动自由度，下部齿坯的工艺孔穿过此削边销，此削边销不对下部齿坯造成任何影响；同时，下部齿坯的上部齿侧平面是上部齿坯的定位安装面。5.根据权利要求3所述的一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，在蜗杆砂轮中心轴上，蜗杆砂轮的一侧设计了在线测头，这样就可以确定蜗杆砂轮三维廓形的空间位置，结合确定的齿坯空间位置，利用两者的啮合关系，编制数控程序进行对刀及磨削加工。6.根据权利要求1所述的一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法，其特征在于，为了实现这种磨削方法，设计磨削加工机床主体结构有：机床基座、蜗杆砂轮主轴、蜗杆砂轮平动2CN105921823A权利要求书2/2页导轨、工件夹具台、在线测头和金刚滚轮；以机床基座为基础，蜗杆砂轮主轴安装在机床平动导轨上，以蜗杆砂轮为中心建立X、Y、Z方向的坐标系，蜗杆砂轮主轴沿Y轴方向形成一定角度的安装，一定角度即为蜗杆砂轮螺旋角，A轴即实现蜗杆砂轮轴线在YZ平面的转动功能，B轴为砂轮主轴，实现蜗杆砂轮的高速旋转，在线测头安装在蜗杆砂轮主轴端部，实现在机检测功能，C轴与Z轴方向重合，实现工件齿坯的转动，Y轴为金刚滚轮主轴，实现金刚滚轮的高速旋转，金刚滚轮可以跟随夹紧机构实现Z轴方向一定范围的移动。3CN105921823A说明书1/7页一种摆线齿轮的数控蜗杆砂轮磨削方法技术领域[0001]本发明属于机械制造领域下的齿轮磨削，尤其是摆线齿轮展成磨削