一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法.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CN111687493A(43)申请公布日2020.09.22(21)申请号202010513968.X(22)申请日2020.06.08(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人郭文超毛世民(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人李红霖(51)Int.Cl.B23F1/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法(57)摘要本发明公开了一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，属于锥齿轮加工领域。本发明的基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，在对齿轮加工的过程中，首先确定形成产形轮齿面的基本运动和产形轮展成齿轮的运动，确定其滚比；在此基础上进行产形轮齿面的一阶、二阶修正，结合齿面接触要求和倒角情况，形成产形轮齿面综合修形方案，进一步确定连续滚齿加工的刀具运动轨迹；最后给出简化后的轮坯安装调整算式。本发明的加工方法，可利用整体刀盘无刀倾的加工摆线齿锥齿轮，实现齿面鼓形修形；同时能够利用弧齿锥齿轮摇台机床加工摆线齿锥齿轮，具有广阔的推广应用前景和极大的效益空间。CN111687493ACN111687493A权利要求书1/2页1.一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据齿轮和刀盘参数，确定产形轮与刀具基准滚比ip0、产形轮与被加工齿轮件滚比ipz；所述齿轮和刀盘参数包括：被加工齿轮齿数z、被加工齿轮节锥角δ0和刀盘头数z0；(2)基于刀具齿形角和刀具轨迹一阶修正，进行产形轮齿面的压力角和螺旋角修正；(3)根据齿面局部接触要求，基于刀具主切削刃圆弧半径ρ和刀具轨迹二阶修正，进行产形轮的齿面鼓形修形；(4)根据被加工齿轮齿长方向倒角要求，结合刀具轨迹1～n阶修正，确定产形轮齿面综合修形方案；当无倒角时，n＝2；否则，n≥4且均为偶数；(5)确定摆线齿连续滚切的刀具轨迹；(6)确定轮坯安装调整参数；所述轮坯安装调整参数包括轮坯安装角δm、水平轮位Ex和垂直轮位Ey；(7)展成加工齿轮。2.根据权利要求1所述的一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，步骤(1)确定产形轮与刀具基准滚比ip0，为形成产形轮齿面的刀具运动；产形轮与被加工齿轮件滚比ipz，为展成齿轮的运动；具体计算公式如下：产形轮与刀具基准滚比：产形轮与被加工齿轮件滚比：其中，zp为产形轮齿数，zG为被加工齿轮副中大轮齿数，δ0G为被加工齿轮副中大轮节锥角。3.根据权利要求1所述的一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，步骤(2)中刀具轨迹一阶修正为刀具和产形轮的一阶滚比ip01，设刀盘转角参数为θk，则产形轮一阶滚比修正表达式如下：θC1＝c1(θk-θk0)其中，θC1为产形轮齿面一阶修正附加转角，c1为刀具轨迹一阶修正系数，θk0为参考点位置对应的刀盘转角。4.根据权利要求3所述的一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，步骤(3)中，刀具轨迹二阶修正为刀具和产形轮的二阶滚比ip02，产形轮的二阶滚比修正表达式如下：2θC2＝c2(θk-θk0)其中，θC2为产形轮齿面二阶修正附加转角，c2为刀具轨迹二阶修正系数，即产形轮纵向鼓形修正系数。5.根据权利要求1所述的一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，步骤(3)中，齿面局部接触要求包括齿面参考点位置、参考点瞬时接触线长度、接触点迹线方向及参考点处角加速度。2CN111687493A权利要求书2/2页6.根据权利要求4所述的一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，步骤(4)确定产形轮齿面综合修形方案，即确定刀具运动轨迹，刀具运动轨迹的表达式为：24nθc＝(ip0+c1)(θk-θk0)+c2·(θk-θk0)+c4·(θk-θKI，KE)+…+cn·(θk-θKI，KE)其中，θC为形成产形轮齿面的产形轮转角，θKI,KE为齿宽方向上倒角起点位置对应的整体式刀盘转角，I表示小端倒角起点，E表示大端倒角起点，cn为纵向高阶修正系数，当无倒角时，n＝2；否则，n≥4且均为偶数，用于齿长倒角；所述齿长倒角包括轮齿的大端和小端沿齿宽方向倒角的起始位置及倒角量。7.根据权利要求6所述的一种基于整体刀盘的摆线齿锥齿轮可变刀轨加工方法，其特征在于，步骤(5)刀具轨迹为：整体式刀盘上同一组刀齿的任意一个运动周期均依次包括内刀有效切削区、同组刀齿内外刀间的过渡区、外刀有效切削区及相邻组刀齿间的过渡区；刀齿在内、外刀有效切削区内按照所述刀具运动轨迹运动。8.根据权利要求1所述的一种