小模数螺旋锥齿轮的加工方法与加工机床的选用.pdf

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小模数螺旋锥齿轮的加工方法与加工机床的选用口蒋鉴毅上海平信机电制造有限公司上海201107摘要：在分析小模数螺旋锥齿轮加工方法的基础上，指出基于格里森齿制的双重双面切削法是小模数螺旋锥齿轮的主要加工方法；全面分析机械式铣齿机和数控铣齿机加工小模数螺旋锥齿轮优缺点；指出机械式铣齿机适合于单一、大批量螺旋锥齿轮加工，数控铣齿机更适应于小批量、多品种螺旋锥齿轮加工，且两者加工精度相同；指出数控铣齿机是小模数螺旋锥齿轮加工的主要趋势。关键词：螺旋锥齿轮铣齿机切齿原理双重双面法中图分类号：I'G611文献标识码：A文章编号：1000—4998(20l0)l1—0081—02在传递两相交轴的锥齿轮传动中，螺旋锥齿轮具泛。在低端民用行业，国产锥齿轮铣齿机运用较为普有重合较大、传动平稳、对安装误差的敏感性小、在高遍。现在常见的国产小模数螺旋锥齿轮加工机床有机速传动中噪声较小等优点，因此在工程中应用较为广械式铣齿机和数控铣齿机两类。泛。当前小模数螺旋锥齿轮的加工中，应用较为广泛的1机械式铣齿机是格里森齿制和奥利康齿制。格里森齿制为双面圆弧收缩齿，采用单齿分度法加工；奥利康齿制为延伸外摆机械式铣齿机是根据螺旋锥齿轮加T原理滚切线等高齿，采用连续分度法加工。随着工业缝纫机、电展成齿廓的螺旋锥齿轮加工机床，它吸取了日本岗岛动工具、园林机械行业的不断发展，小模数螺旋锥齿轮机的优点，由摇台辅以扇形板与支架、分度机构、刀轴的应用和需求逐年增加。及刀倾机构和传动机构等组成，机床结构如图2所螺旋锥齿轮加工是通过机床上模拟一个假想齿不。轮，刀盘切削面是假想齿轮的一个轮齿。当摇台上的被加工齿轮与假想齿轮绕各自的轴旋转时，刀盘就会在轮坯上切出一个齿槽，如图1所示。加工格里森齿制时，都采用这种切齿原理。根据使用行业的要求，当前小模数螺旋锥齿轮加工正逐渐以格里森齿制为主，常见切削加工方法采用双重双面切削法。双面切削法是指一个被加工齿轮，由内切刀齿和外切刀齿交错的成形刀盘，在一个齿槽的两面同时进行切削的加工工艺过程，齿槽的宽度是由刀盘的刀尖距(也称错刀量或点宽)所控制。通常小模数螺旋锥齿轮(模数2．5mm以内)一把刀可以加工一对大小齿轮，能得到较理想的加工效果，此方法加工小模数螺旋锥齿轮生产效率高，适应批量生产。当然一对大小齿轮用一把刀加工，会产生刀号修正的问题，这就要求刀具的规格要比较多，通常小模数螺旋锥齿轮加工采用整体式铣刀，铣刀的规格由刀径、刀号、刀尖距决定。实际操作时为了避免选择过多的铣刀规格，小范围的刀号修正可改变机床刀轴的倾角(俗称刀倾角)来加以解决。国外锥齿轮加工机床发展较为领先，美国格里森铣齿机、磨齿机在我国汽车工业等领域使用较为广收稿日期：201O年7月机械制造48卷第555期2010／11回J 此类机床控制参数主要是确定刀盘的大小及其刀调整中改变机床刀倾角的问题，使机械结构上省略了盘中心位置(直角坐标中为垂直位置和水平位置)刀倾机构，机床结构如图3所示。和齿轮工件安装在工件主轴上的姿态(夹具高度和齿机床调整参数主要确定刀位、床位和滚比等参数，轮的安装距)，回转固定加工齿轮的根锥角。控制参数根据这些参数就可以确定刀盘在切削齿坯时，刀盘和计算公式如下：齿坯之间任意时刻的相对位置。数控铣齿机在加工前Rb=A。一0．55F(1)只要确定刀具参数，回转固定被加工锥齿轮的根锥角，V=Rhcos／3(2)向数控系统输入被加工齿轮的相应参数和刀具参数，H=A—Rbsin／3(3)由计算机进行运算来确定铣刀相对齿轮工件的坐标位式中：凤为刀盘半径；Ao为齿轮锥距；F为齿面宽度；置，避免了人为因素对加工调试的影响。在调整齿轮口为齿轮螺旋角；A为锥齿轮的平均锥距。啮合区时，只需在数控系统的显示菜单上改变相应的这些机床控制参数的计算结果在很大程度上取决参数，就可完成调整。具有操作简便、使用范围广、生产于计算者的经验和技术水平。在调整大小齿轮啮合区前准备周期短等特点，加工齿轮样品、小批量、多品种时，机械式铣齿轮操作比较繁琐(相对数控铣齿机)，在生产加工优势明显。但数控铣齿机体积相对较大，用电更换产品时，需要更换相应的附件，要有一定的加工准量也大了很多(功耗约为7kW)，售价是机械式铣齿机备期。由于机床结构限制，其加工范围只能是速比≤的1倍。1：4的齿轮。但机械式铣齿机具有体积小、用电省(功就小模数螺旋锥齿轮加工机床的加工精度而论，耗约为2kW)、售价低等优点，对于单一、大批量的小机械式和数控铣齿机相差无几，通常都可做到7级，即模数锥齿轮加工优势更为显著。齿轮齿圈跳动公差为0．036mm，相邻齿距极限偏差为±0．014mm，齿距累积误差为0．028mm，齿面2数控铣齿机粗糙度R为3．2m。随着科学技术的发展，小模数螺数控铣齿机是近10年来根据螺旋锥齿轮的加工旋锥齿轮的运用范围不断增多，鉴于数控铣齿机使用原理、控制方法建立数学模型，按齿轮加工的特点，通灵活、调整方便、生产前准备周期短等特点，应该是发过数控系统完成加工过程。目前使用的数控系统有西展的主要方向。而对于批量大，常年基本不变的锥齿轮门子802D及国产的凯恩帝K1000一M4系统。数控铣产品，机械式铣齿机的使用将对降低加工成本有着积齿机使用3个正交平移运动轴(、y、z)和1个沿z极的作用。轴平动的回转工件轴(A)、一个随、y轴平动的旋转3结论刀轴，以代替复杂的摇台、分度等机构，实现了螺旋锥齿轮的展成加工。特别是数控程序的控制，解决了加工综上所述，加工小模数螺旋锥齿轮机床的选用，可根据产品加工数量和品种，以及企业发展的规划合理配置，以取得最佳的经济效益。参考文献[1]曾韬．螺旋锥齿轮设计与加工[M】．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1989．[2]会田俊夫．圆锥齿轮与蜗轮(齿轮的设计和制造第三卷)【M】，中国农业机械出版社，1984．[3J阉邦椿．机械设计手册(第3卷)【M】．北京：机械工业出版社，20l0．△(编辑日月)转变经济发展方式，是当前和今后我国面临的重大战略任务机械制造杂志社·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·公益广告·2010／11机械制造48卷第555期