本發(fā)明涉及一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法。

背景技術(shù)：

按傳統(tǒng)的銑齒方法一般大多數(shù)采用大輪粗銑，大輪精銑，小輪粗銑，小輪精銑凹面，小輪精銑凸面，五道工序統(tǒng)稱五刀法加工，其優(yōu)點(diǎn)能單獨(dú)對(duì)凹凸面接觸區(qū)質(zhì)量進(jìn)行控制，一直被廣泛應(yīng)用。其弱點(diǎn)是效率低，刀盤(pán)數(shù)量多，對(duì)調(diào)整工的技能要求高，質(zhì)量控制比較困難，產(chǎn)品一致性差。

隨著科技的發(fā)展新一代五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銑齒機(jī)誕生，如美國(guó)的鳳凰二代275HC，600HC，國(guó)產(chǎn)的JCB32，JCB605等更高效，為操作方便的新型的弧齒錐齒輪銑齒方法即全工序法創(chuàng)造了條件，而且可以對(duì)所有的弧齒錐齒輪銑齒，磨齒實(shí)現(xiàn)全工序法加工。

弧齒錐齒輪及雙曲線齒輪根據(jù)使用要求對(duì)接觸區(qū)有著不同的要求，如接觸區(qū)的長(zhǎng)短，寬窄及位置，如果采用全工序法加工工藝，首先必須解決怎樣對(duì)接觸區(qū)技術(shù)要求的控制，接觸區(qū)長(zhǎng)短主要靠改變刀盤(pán)直徑來(lái)控制的，所以一般采用不同的二個(gè)刀盤(pán)的直徑分別對(duì)齒輪的凹凸面接觸區(qū)長(zhǎng)度進(jìn)行控制；這樣銑/磨齒工藝必須要二個(gè)不同的刀盤(pán)，二次裝夾才能完成整個(gè)加工過(guò)程，效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所要采用的技術(shù)方案是：一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法，弧齒錐齒輪包括一個(gè)大齒輪和一個(gè)小齒輪，大齒輪和小齒輪均為具有弧形齒面的錐齒輪，所述銑齒方法包括一個(gè)刀盤(pán)，采用一次裝夾，一刀完成大齒輪和小齒輪銑齒的全部加工，還包括以下步驟：

步驟1：確定待加工的大齒輪和小齒輪的參數(shù)，所述參數(shù)包括齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角、齒面寬、軸交角、全齒高和齒根角；

步驟2：根據(jù)大齒輪和小齒輪的參數(shù)，按照刀盤(pán)選擇標(biāo)準(zhǔn)初步選定刀號(hào)X；

步驟3：采用齒面接觸分析的方法，通過(guò)改變內(nèi)外刀壓力角來(lái)代替二個(gè)不同直徑的刀盤(pán)，當(dāng)外刀壓力角減小，且內(nèi)刀壓力角增大時(shí)，接觸區(qū)變長(zhǎng)，反之，當(dāng)外刀壓力角增大，且內(nèi)刀壓力角減小時(shí)，接觸區(qū)變短，分析采用刀號(hào)X的刀盤(pán)進(jìn)行加工計(jì)算接觸區(qū)的結(jié)果，查看結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求；

步驟4：如果不滿足設(shè)計(jì)要求，根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新選擇刀號(hào)Y，然后再按照步驟3中重新計(jì)算采用刀號(hào)Y的刀盤(pán)進(jìn)行加工計(jì)算接觸區(qū)的結(jié)果，直到計(jì)算結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求；

步驟5：將選定好的刀盤(pán)的參數(shù)，以及待加工的大齒輪和小齒輪的參數(shù)輸入到銑齒機(jī)和磨齒機(jī)內(nèi)，進(jìn)行大齒輪和小齒輪的加工；

步驟6：對(duì)加工完成的大齒輪和小齒輪進(jìn)行檢查，確認(rèn)各項(xiàng)參數(shù)是否滿足精度指標(biāo)，如果不滿足重復(fù)步驟5直到滿足精度指標(biāo)。

步驟2中所述選擇標(biāo)準(zhǔn)為所選的刀盤(pán)的中點(diǎn)錐距與刀盤(pán)半徑大致相等。略大或略小均可以，但是不能過(guò)大或過(guò)小，過(guò)大或過(guò)小存在反收縮或正收縮的問(wèn)題。

優(yōu)選的，步驟3中接觸區(qū)的參數(shù)的計(jì)算采用TAC接觸分析軟件進(jìn)行，輸入的參數(shù)和計(jì)算結(jié)果均顯示在計(jì)算調(diào)整卡內(nèi)，通過(guò)調(diào)整計(jì)算調(diào)整卡的參數(shù)獲得最 佳接觸區(qū)的加工參數(shù)，步驟5中按照計(jì)算調(diào)整卡上的最終參數(shù)調(diào)整銑齒機(jī)和磨齒機(jī)，實(shí)現(xiàn)大齒輪和小齒輪的加工。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法，采用這種加工方法的結(jié)果與理論計(jì)算保持一致，無(wú)需經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，工程師在計(jì)算調(diào)整卡時(shí)就能準(zhǔn)確地對(duì)齒輪的接觸質(zhì)量作出評(píng)估，一次裝夾，減少多次裝夾帶來(lái)的定位精度誤差，提高了齒輪的精度一致性，最重要的是小齒輪精加工一次完成小輪凹凸面的接觸區(qū)控制，效率提高，是一種比較先進(jìn)的銑齒、磨齒工序，高效、經(jīng)濟(jì)、易操作具有推廣價(jià)值。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)的說(shuō)明。

本發(fā)明的一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法，特點(diǎn)：一個(gè)刀盤(pán)，一次裝夾完成二個(gè)不同曲面的加工來(lái)提高生產(chǎn)效率，大齒輪和小齒輪只需要一刀完成銑齒的全部加工，大大減少了調(diào)整時(shí)間，減少了銑齒時(shí)間，提高了工作效率。

通過(guò)改變內(nèi)外刀壓力角來(lái)代替二個(gè)不同直徑的刀盤(pán)，當(dāng)外刀壓力角減小，且內(nèi)刀壓力角增大時(shí)，接觸區(qū)變長(zhǎng)，反之，當(dāng)外刀壓力角增大，且內(nèi)刀壓力角減小時(shí)，接觸區(qū)變短。

引入螺旋運(yùn)動(dòng)的概念，也就是說(shuō)與幾何的直線性的齒根線比較，它是橢圓性質(zhì)的，齒根線是彎曲的，其目的是一刀完成凹面和凸面二個(gè)不同曲面達(dá)到技術(shù)要求的接觸區(qū)。

下面以實(shí)際加工進(jìn)行步驟的說(shuō)明：

步驟1：設(shè)計(jì)參數(shù)

大齒輪齒數(shù)35，小齒輪齒數(shù)31，模數(shù)2.31，壓力角20°，螺旋角35°，齒面寬17，軸交角83°，全齒高4.36，大輪齒根角2.56°，小輪齒根角2.2°；

步驟2：按照標(biāo)準(zhǔn)選用3.5時(shí)(88.9mm)刀盤(pán)，刀號(hào)選用7.5號(hào)，也就是外刀刀片壓力角18.75°，內(nèi)刀刀片壓力角21.25°；

步驟3：采用TAC接觸分析軟件，以及3.5時(shí)(88.9mm)刀盤(pán)，刀號(hào)選用7.5號(hào)，計(jì)算接觸區(qū)的結(jié)果；

步驟4：改變刀號(hào)，采用刀號(hào)為20號(hào)的刀，即外刀刀片壓力角16°40′，內(nèi)刀刀片壓力角23°20′，重新計(jì)算接觸區(qū)的結(jié)果；

刀號(hào)7.5與刀號(hào)20比較，接觸區(qū)的長(zhǎng)短可以通過(guò)改變刀片壓力角來(lái)控制接觸區(qū)的長(zhǎng)度，而不一定要改變刀盤(pán)的直徑來(lái)控制，也就是說(shuō)一個(gè)刀盤(pán)同樣可以控制二個(gè)齒面(凹面、凸面)的接觸區(qū)長(zhǎng)短；

接觸區(qū)的位置調(diào)整，首先把齒寬的中點(diǎn)位置設(shè)置為0，小端為-0.5，大端為0.5，此時(shí)計(jì)算結(jié)果接觸區(qū)的位置在中部，改變位移參數(shù)設(shè)置為凸面-0.15，凹面為0.15，由上計(jì)算的接觸區(qū)可知，只要改變位移參數(shù)，就可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求，采用一個(gè)刀盤(pán)的情況下對(duì)二個(gè)齒面(凹面、凸面)的接觸面能夠進(jìn)行單獨(dú)控制，同樣道理，對(duì)接觸區(qū)的寬窄都能單獨(dú)控制；

步驟5：將選定好的刀盤(pán)的參數(shù)，以及待加工的大齒輪和小齒輪的參數(shù)輸入到銑齒機(jī)和磨齒機(jī)內(nèi)，進(jìn)行大齒輪和小齒輪的加工；

步驟6：對(duì)加工完成的大齒輪和小齒輪進(jìn)行檢查，確認(rèn)各項(xiàng)參數(shù)是否滿足精度指標(biāo)，如果不滿足重復(fù)步驟5直到滿足精度指標(biāo)。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)的工作人員完全可以在不偏離本發(fā)明的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其 技術(shù)性范圍。