小模數(shù)螺旋錐齒輪的加工方法與加工機(jī)床的選用.pdf

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1、小模數(shù)螺旋錐齒輪的加工方法與加工機(jī)床的選用口蔣鑒毅上海平信機(jī)電制造有限公司上海201107摘要：在分析小模數(shù)螺旋錐齒輪加工方法的基礎(chǔ)上，指出基于格里森齒制的雙重雙面切削法是小模數(shù)螺旋錐齒輪的主要加工方法；全面分析機(jī)械式銑齒機(jī)和數(shù)控銑齒機(jī)加工小模數(shù)螺旋錐齒輪優(yōu)缺點(diǎn)；指出機(jī)械式銑齒機(jī)適合于單一、大批量螺旋錐齒輪加工，數(shù)控銑齒機(jī)更適應(yīng)于小批量、多品種螺旋錐齒輪加工，且兩者加工精度相同；指出數(shù)控銑齒機(jī)是小模數(shù)螺旋錐齒輪加工的主要趨勢(shì)。關(guān)鍵詞：螺旋錐齒輪銑齒機(jī)切齒原理雙重雙面法中圖分類號(hào)：I'G611文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文

2、章編號(hào)：1000—4998(20l0)l1—0081—02在傳遞兩相交軸的錐齒輪傳動(dòng)中，螺旋錐齒輪具泛。在低端民用行業(yè)，國(guó)產(chǎn)錐齒輪銑齒機(jī)運(yùn)用較為普有重合較大、傳動(dòng)平穩(wěn)、對(duì)安裝誤差的敏感性小、在高遍?，F(xiàn)在常見(jiàn)的國(guó)產(chǎn)小模數(shù)螺旋錐齒輪加工機(jī)床有機(jī)速傳動(dòng)中噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)，因此在工程中應(yīng)用較為廣械式銑齒機(jī)和數(shù)控銑齒機(jī)兩類。泛。當(dāng)前小模數(shù)螺旋錐齒輪的加工中，應(yīng)用較為廣泛的1機(jī)械式銑齒機(jī)是格里森齒制和奧利康齒制。格里森齒制為雙面圓弧收縮齒，采用單齒分度法加工；奧利康齒制為延伸外擺機(jī)械式銑齒機(jī)是根據(jù)螺旋錐齒輪加T原理滾切線

3、等高齒，采用連續(xù)分度法加工。隨著工業(yè)縫紉機(jī)、電展成齒廓的螺旋錐齒輪加工機(jī)床，它吸取了日本崗島動(dòng)工具、園林機(jī)械行業(yè)的不斷發(fā)展，小模數(shù)螺旋錐齒輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，由搖臺(tái)輔以扇形板與支架、分度機(jī)構(gòu)、刀軸的應(yīng)用和需求逐年增加。及刀傾機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成，機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖2所螺旋錐齒輪加工是通過(guò)機(jī)床上模擬一個(gè)假想齒不。輪，刀盤切削面是假想齒輪的一個(gè)輪齒。當(dāng)搖臺(tái)上的被加工齒輪與假想齒輪繞各自的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，刀盤就會(huì)在輪坯上切出一個(gè)齒槽，如圖1所示。加工格里森齒制時(shí)，都采用這種切齒原理。根據(jù)使用行業(yè)的要求，當(dāng)前小模數(shù)螺旋錐齒輪加工正逐漸

4、以格里森齒制為主，常見(jiàn)切削加工方法采用雙重雙面切削法。雙面切削法是指一個(gè)被加工齒輪，由內(nèi)切刀齒和外切刀齒交錯(cuò)的成形刀盤，在一個(gè)齒槽的兩面同時(shí)進(jìn)行切削的加工工藝過(guò)程，齒槽的寬度是由刀盤的刀尖距(也稱錯(cuò)刀量或點(diǎn)寬)所控制。通常小模數(shù)螺旋錐齒輪(模數(shù)2．5mm以內(nèi))一把刀可以加工一對(duì)大小齒輪，能得到較理想的加工效果，此方法加工小模數(shù)螺旋錐齒輪生產(chǎn)效率高，適應(yīng)批量生產(chǎn)。當(dāng)然一對(duì)大小齒輪用一把刀加工，會(huì)產(chǎn)生刀號(hào)修正的問(wèn)題，這就要求刀具的規(guī)格要比較多，通常小模數(shù)螺旋錐齒輪加工采用整體式銑刀，銑刀的規(guī)格由刀徑、刀號(hào)、刀尖

5、距決定。實(shí)際操作時(shí)為了避免選擇過(guò)多的銑刀規(guī)格，小范圍的刀號(hào)修正可改變機(jī)床刀軸的傾角(俗稱刀傾角)來(lái)加以解決。國(guó)外錐齒輪加工機(jī)床發(fā)展較為領(lǐng)先，美國(guó)格里森銑齒機(jī)、磨齒機(jī)在我國(guó)汽車工業(yè)等領(lǐng)域使用較為廣收稿日期：201O年7月機(jī)械制造48卷第555期2010／11回J此類機(jī)床控制參數(shù)主要是確定刀盤的大小及其刀調(diào)整中改變機(jī)床刀傾角的問(wèn)題，使機(jī)械結(jié)構(gòu)上省略了盤中心位置(直角坐標(biāo)中為垂直位置和水平位置)刀傾機(jī)構(gòu)，機(jī)床結(jié)構(gòu)如圖3所示。和齒輪工件安裝在工件主軸上的姿態(tài)(夾具高度和齒機(jī)床調(diào)整參數(shù)主要確定刀位、床位和滾比等參數(shù)，

6、輪的安裝距)，回轉(zhuǎn)固定加工齒輪的根錐角?？刂茀?shù)根據(jù)這些參數(shù)就可以確定刀盤在切削齒坯時(shí)，刀盤和計(jì)算公式如下：齒坯之間任意時(shí)刻的相對(duì)位置。數(shù)控銑齒機(jī)在加工前Rb=A。一0．55F(1)只要確定刀具參數(shù)，回轉(zhuǎn)固定被加工錐齒輪的根錐角，V=Rhcos／3(2)向數(shù)控系統(tǒng)輸入被加工齒輪的相應(yīng)參數(shù)和刀具參數(shù)，H=A—Rbsin／3(3)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算來(lái)確定銑刀相對(duì)齒輪工件的坐標(biāo)位式中：鳳為刀盤半徑；Ao為齒輪錐距；F為齒面寬度；置，避免了人為因素對(duì)加工調(diào)試的影響。在調(diào)整齒輪口為齒輪螺旋角；A為錐齒輪的平均錐距。嚙合

7、區(qū)時(shí)，只需在數(shù)控系統(tǒng)的顯示菜單上改變相應(yīng)的這些機(jī)床控制參數(shù)的計(jì)算結(jié)果在很大程度上取決參數(shù)，就可完成調(diào)整。具有操作簡(jiǎn)便、使用范圍廣、生產(chǎn)于計(jì)算者的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平。在調(diào)整大小齒輪嚙合區(qū)前準(zhǔn)備周期短等特點(diǎn)，加工齒輪樣品、小批量、多品種時(shí)，機(jī)械式銑齒輪操作比較繁瑣(相對(duì)數(shù)控銑齒機(jī))，在生產(chǎn)加工優(yōu)勢(shì)明顯。但數(shù)控銑齒機(jī)體積相對(duì)較大，用電更換產(chǎn)品時(shí)，需要更換相應(yīng)的附件，要有一定的加工準(zhǔn)量也大了很多(功耗約為7kW)，售價(jià)是機(jī)械式銑齒機(jī)備期。由于機(jī)床結(jié)構(gòu)限制，其加工范圍只能是速比≤的1倍。1：4的齒輪。但機(jī)械式銑齒機(jī)具有體

8、積小、用電省(功就小模數(shù)螺旋錐齒輪加工機(jī)床的加工精度而論，耗約為2kW)、售價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于單一、大批量的小機(jī)械式和數(shù)控銑齒機(jī)相差無(wú)幾，通常都可做到7級(jí)，即模數(shù)錐齒輪加工優(yōu)勢(shì)更為顯著。齒輪齒圈跳動(dòng)公差為0．036mm，相鄰齒距極限偏差為±0．014mm，齒距累積誤差為0．028mm，齒面2數(shù)控銑齒機(jī)粗糙度R為3．2m。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，小模數(shù)螺數(shù)控銑齒機(jī)是近10年來(lái)根據(jù)螺旋錐齒輪的加工旋錐齒輪的運(yùn)用范圍不斷增多