基于圆柱齿轮成形砂轮磨齿机床的面齿轮磨削加工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102601459A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102601459A(43)申请公布日2012.07.25(21)申请号201210073982.8(22)申请日2012.03.20(71)申请人唐进元地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号中南大学新校区机电工程学院办公室(72)发明人唐进元尹凤雷顿财邸拴虎(51)Int.Cl.B23F15/06(2006.01)B23F23/08(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图33页(54)发明名称基于圆柱齿轮成形砂轮磨齿机床的面齿轮磨削加工方法(57)摘要一种利用盘形砂轮在现有圆柱齿轮成形砂轮磨齿机床上，通过安装一附加数控转台4实现面齿轮高精度磨齿的加工方法。其特征是：在机床分度工作台上垂直安装一附加数控转台4，数控转台4的分度盘旋转轴线沿水平方向，数控转台4配有电机与驱动器并连接至机床的数控系统，由数控系统控制绕机床Y轴做旋转运动，面齿轮1安装于附加数控转台4上，盘形砂轮2安装于机床主轴上，在加工过程中，面齿轮1绕B1旋转轴旋转，同时面齿轮1随机床A旋转轴摆动，盘形砂轮2随主轴高速旋转，同时盘形砂轮2在面齿轮的径向有进给运动，该方法在现有机床基础上实现面齿轮的高精度加工，无需另行设计专用机床，降低了生产成本，缩短了开发周期。CN1026459ACN102601459A权利要求书1/1页1.一种利用盘形砂轮刀具在现有圆柱齿轮成形砂轮磨齿机床基础上，通过安装一附加数控转台4实现面齿轮高精度磨齿的加工方法，其特征是：在机床分度工作台上垂直安装一附加数控转台4，数控转台4的分度盘旋转轴线沿水平方向，数控转台4配有电机与驱动器并连接至机床的数控系统，由数控系统控制绕机床Y轴做旋转运动，面齿轮1安装于附加数控转台4上，盘形砂轮2安装于机床主轴上，在加工过程中，面齿轮1随附加数控转台4绕B1旋转轴旋转，同时面齿轮1随机床A旋转轴摆动，盘形砂轮2随主轴绕自身轴线高速旋转，同时盘形砂轮2在面齿轮的径向进行往返进给运动，加工完一个完整的齿槽后，面齿轮进行分度运动，以加工下一个齿槽，直到加工完整个面齿轮。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：数控转台4垂直安装于机床分度工作台上，数控转台4的分度盘旋转轴线沿水平方向，数控转台4配有电机与驱动器并连接至机床的数控系统，由数控系统控制绕机床Y轴做旋转运动。3.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：盘形砂轮2的轴向横截面轮廓与直齿轮3的轴向轮廓完全相同。4.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：面齿轮1随数控转台4绕B1旋转轴绕自身轴线旋转和随机床A旋转轴摆动的转速比是恒定的，并且（1）其中Nc与Nf分别为直齿轮3与面齿轮1的齿数。5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征是：面齿轮1每摆动一个微小的角度，盘形砂轮2在面齿轮的径向进行往返进给一次，如此反复直到加工完一个完整的齿槽，加工完一个完整的齿槽后，面齿轮进行分度运动，以加工下一个齿槽，直到加工完整个面齿轮。2CN102601459A说明书1/2页基于圆柱齿轮成形砂轮磨齿机床的面齿轮磨削加工方法技术领域[0001]本发明属于齿轮制造方法中的面齿轮数控铣齿、磨齿加工这一领域。背景技术[0002]面齿轮传动是指圆柱齿轮与锥齿轮相啮合实现空间相交或交错轴之间的传动。与锥齿轮相比较，面齿轮传动具有重合度大、承载能力强、稳定性强、振动小、占空间小等优点。随着航空航天事业的发展，面齿轮传动在飞行器的动力装置中得到了广泛应用，占有很重要的地位。[0003]面齿轮加工方法是面齿轮研究的主要任务之一，近年来国内外学者对其做了很多研究，但目前在国内对面齿轮的加工方法大多为插齿加工，加工出的面齿轮精度较低，承载能力较差，使得面齿轮的应用只能停留在低速、轻载的场合，并不能满足航空器械的传动要求，为了提高面齿轮的综合传动性能，必须实现面齿轮的高精度制造。要使面齿轮的传动性能进一步提高，一般需对面齿轮进行热处理，而热处理将对面齿轮齿面产生热胀变形，影响面齿轮的精度和传动性能，由于热处理后齿面硬度很高，采用一般的加工方法不易加工，必须研究磨齿加工方法才能解决。[0004]对于面齿轮铣齿和磨齿加工，国内尚无现成机床可以实现。在美国专利号US6390894(B1)中，设计了一种面齿轮磨齿机床，该机床将面齿轮毛坯安装台设计为垂直方向，降低了机床的刚度，降低了加工精度，同时该机床结构复杂，机床运动轴有十个之多，增加了数控控制的难度，也增加了成本。总体来说，近几年对面齿轮磨齿加工的研究取得了一定进展，但所设计的磨齿机床结构复杂，加工精度和生产效率并不能完全满足市场需要。[0005]本专利发明了一种利用盘形砂轮刀具在现有圆柱齿轮成形砂