窄空刀人字齒輪插削加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種窄空刀人字齒輪插削加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]人字齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常在大型渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的減速器機(jī)構(gòu)中使用，在高速重載傳動(dòng)時(shí)，采用齒頂和齒根修緣后，能有效地改善嚙合性質(zhì)，減小嚙合沖擊降低噪音，承載能力更高，工作更平穩(wěn)，與斜齒輪相比有負(fù)載能力更大，噪聲振動(dòng)更小等優(yōu)點(diǎn)，還可有效減少傳動(dòng)副的數(shù)量，并使減速器能獲得最小的外形尺寸和重量。人字齒輪憑借其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，尤其是窄空刀槽人字齒輪，因其結(jié)構(gòu)更加緊湊，逐步受到航空領(lǐng)域的青睞。
[0003]從設(shè)計(jì)要求上，人字齒輪較傳統(tǒng)斜齒輪增加了兩齒輪對(duì)中性要求，即增加了兩齒輪相對(duì)于基準(zhǔn)平面對(duì)稱要求，因此便大大增加了人字齒輪加工難度。目前，窄空刀人字齒輪常采用插削加工，加工前在上下兩齒輪齒頂外徑上畫兩組齒距展開線，作為插削加工對(duì)刀線。對(duì)刀時(shí)僅憑操作者肉眼對(duì)刀，加工質(zhì)量不穩(wěn)定，加工誤差較大，對(duì)中值誤差達(dá)0.3mm以上，無法滿足航空高精度齒輪加工精度，對(duì)于齒面有滲層要求的硬齒輪齒輪，更是無法保證熱處理前齒輪對(duì)中精度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種可靠的窄空刀人字齒輪對(duì)中值精度插削控制方法，實(shí)現(xiàn)窄空刀人字齒輪對(duì)中值誤差< 0.1_?？蓾M足高精度齒輪加工要求及硬齒輪磨削前齒部對(duì)中精度要求。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案，所述的窄空刀人字齒輪插削加工方法包括以下步驟:
1、零件畫線:齒輪毛坯外圓上沿軸線方向畫一條線，并貫穿兩齒輪，作為加工對(duì)刀使用；
2、零件安裝和找正:將齒輪毛坯安裝在斜插齒輪機(jī)的工作臺(tái)上，并保證毛坯回轉(zhuǎn)軸與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的同軸度小于0.01mm，毛還上端面與工作臺(tái)面的平行度小于0.01mm ；
3、加工上端齒輪:在數(shù)控斜插齒機(jī)上，以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，進(jìn)行插削至要求尺寸；
4、加工另一端齒輪:翻轉(zhuǎn)零件后，重復(fù)步驟2，同樣以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，加工另一端齒輪至齒全高1/2處時(shí)停止加工；
5、角度測(cè)量:測(cè)量下端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ1，測(cè)量上端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ 2 ;
6、調(diào)整基準(zhǔn):計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Δ1 = Θ2-Θ 1，則將機(jī)床工作臺(tái)角度參數(shù)改為(Θ2-Δ1);
7、補(bǔ)償加工:啟動(dòng)設(shè)備，繼續(xù)加工至(n+2)/(n+2)齒高處時(shí)，停止加工，其中η為該齒輪的加工次數(shù)；
8、測(cè)量:測(cè)量上端齒輪齒槽中心角度并計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Θ; 9、換算中值:根據(jù)中值計(jì)算公式:△Z = Θ Ji d/180tgP計(jì)算中值，其中，β為齒向螺旋角，d為齒輪分度圓直徑值，Θ為上下齒輪齒槽中心角度差值；
10、對(duì)比:若ΔΖ小于設(shè)計(jì)要求對(duì)中值，則直接進(jìn)行第12步驟；若ΔΖ多設(shè)計(jì)要求對(duì)中值，則進(jìn)行下一步；
11、補(bǔ)償加工:重復(fù)進(jìn)行上述第5-10步，直至ΔΖ小于設(shè)計(jì)要求對(duì)中值；
12、最終加工:將零件加工至要求尺寸；
13、最終檢測(cè)。
[0006]本發(fā)明提供的方法在加工過程中通過檢測(cè)兩齒輪齒槽中心角度偏差，對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)行反向補(bǔ)償以減小兩齒輪齒槽中心角度偏差，然后通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，得出人字齒輪對(duì)中值。該方法在加工中采用了反饋補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ^傳統(tǒng)人工劃線對(duì)刀，加工精度更高，質(zhì)量更穩(wěn)定。通過本發(fā)明提供的方法，外圓直徑超過500mm的人字齒輪對(duì)中值可控制在
0.1mm以內(nèi)ο
【具體實(shí)施方式】
[0007]窄空刀人字齒輪插削加工方法包括以下步驟:
1、零件畫線:齒輪毛坯外圓上沿軸線方向畫一條線，并貫穿兩齒輪，作為加工對(duì)刀使用；
2、零件安裝和找正:將齒輪毛坯安裝在斜插齒輪機(jī)的工作臺(tái)上，并保證毛坯回轉(zhuǎn)軸與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的同軸度小于0.01mm，毛還上端面與工作臺(tái)面的平行度小于0.01mm ；
3、加工上端齒輪:在數(shù)控斜插齒機(jī)上，以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，進(jìn)行插削至要求尺寸；
4、加工另一端齒輪:翻轉(zhuǎn)零件后，重復(fù)步驟2，同樣以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，加工另一端齒輪至齒全高1/2處時(shí)停止加工；
5、角度測(cè)量:測(cè)量下端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ1，測(cè)量上端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ 2 ;
6、調(diào)整基準(zhǔn):計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Δ1 = Θ2-Θ 1，則將機(jī)床工作臺(tái)角度參數(shù)改為(Θ2-Δ1);
7、補(bǔ)償加工:啟動(dòng)設(shè)備，繼續(xù)加工至(n+2)/(n+2)齒高處時(shí)，停止加工，其中η為該齒輪的加工次數(shù)；
8、測(cè)量:測(cè)量上端齒輪齒槽中心角度并計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Θ;
9、換算中值:根據(jù)中值計(jì)算公式:△Ζ = Θ ji d/180tgP計(jì)算中值，其中，β為齒向螺旋角，d為齒輪分度圓直徑值，Θ為上下齒輪齒槽中心角度差值；
10、對(duì)比:若ΔΖ小于設(shè)計(jì)要求對(duì)中值，則直接進(jìn)行第12步驟；若ΔΖ多設(shè)計(jì)要求對(duì)中值，則進(jìn)行下一步；
11、補(bǔ)償加工:重復(fù)進(jìn)行上述第5-10步，直至ΔΖ小于設(shè)計(jì)要求對(duì)中值；
12、最終加工:將零件加工至要求尺寸；
13、最終檢測(cè)。
實(shí)施例
[0008]對(duì)某型航空用人字齒輪進(jìn)行插削加工，零件外徑131mm，要求齒輪對(duì)中值(0.1_，具體實(shí)施步驟包括:
1、零件畫線:齒輪毛坯外圓上沿軸線方向畫一條線，并貫穿兩齒輪，作為加工對(duì)刀使用；
2、零件安裝和找正:將齒輪毛坯安裝在斜插齒輪機(jī)的工作臺(tái)上，并使毛坯回轉(zhuǎn)軸與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的同軸度小于0.01mm，毛還上端面與工作臺(tái)面的平行度小于0.01mm ；
3、加工上端齒輪:在數(shù)控斜插齒機(jī)上，以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，插削至齒全高；
4、加工另一端齒輪:翻轉(zhuǎn)零件后，重復(fù)步驟2，同樣以齒輪外徑上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，加工至齒全高1/2處時(shí)停止加工；
5、角度測(cè)量:測(cè)量下端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值θ1 = 60.318度，測(cè)量上端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ 2 = 60.523度；
6、調(diào)整基準(zhǔn):計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Δ1 = Θ 2- θ 1 = 0.205度，則將機(jī)床工作臺(tái)角度參數(shù)改為(θ 2-Δ 1) = 60.318度；
7、補(bǔ)償加工:啟動(dòng)設(shè)備，繼續(xù)加工至(n+2)/(n+2)齒高處時(shí)，停止加工，其中η為加工次數(shù)；
8、測(cè)量:測(cè)量上端齒輪齒槽中心角度并計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Θ= 0.05 ；
9、換算中值:根據(jù)中值計(jì)算公式:△Ζ = Θ ji d/180tgP計(jì)算中值，其中，β為齒向螺旋角，d為齒輪分度圓直徑值，Θ為上下齒輪齒槽中心角度差值，經(jīng)計(jì)算，ΔΖ = 0.198mm;
10、對(duì)比:Δζ大于要求的中值0.1mm，進(jìn)行下一步；
11、補(bǔ)償加工:重復(fù)進(jìn)行上述第5-9步，得出ΔΖ= 0.039mm，小于要求的中值0.1mm，進(jìn)行下一步；
12、最終加工:將零件加工至要求尺寸；
13、最終檢測(cè)。
[0009]結(jié)果為:經(jīng)2次補(bǔ)償加工后，上下兩齒輪角度偏差為0.01'，換算為對(duì)中偏差值約為 0.039mm 0.1mm，合格。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種窄空刀人字齒輪插削加工方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: 1)零件畫線:齒輪毛坯外圓上沿軸線方向畫一條線，并貫穿兩齒輪，作為加工對(duì)刀使用； 2)零件安裝和找正:將齒輪毛坯安裝在斜插齒輪機(jī)的工作臺(tái)上，并保證毛坯回轉(zhuǎn)軸與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸的同軸度小于0.01mm，毛還上端面與工作臺(tái)面的平行度小于0.01mm ； 3)加工上端齒輪:在數(shù)控斜插齒機(jī)上，以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，進(jìn)行插削至要求尺寸； 4)加工另一端齒輪:翻轉(zhuǎn)零件后，重復(fù)步驟2，同樣以齒輪毛坯外圓上所畫的線為基準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)刀，加工另一端齒輪至齒全高1/2處時(shí)停止加工； 5)角度測(cè)量:測(cè)量下端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ1，測(cè)量上端齒輪齒槽中心對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)角度值Θ 2 ; 6)調(diào)整基準(zhǔn):計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Δ1 = Θ 2- Θ 1，則將機(jī)床工作臺(tái)角度參數(shù)改為(Θ2-Δ1); 7)補(bǔ)償加工:啟動(dòng)設(shè)備，繼續(xù)加工至(n+2)/(n+2)齒高處時(shí)，停止加工，其中η為該齒輪的加工次數(shù)； 8)測(cè)量:測(cè)量上端齒輪齒槽中心角度并計(jì)算上下齒輪齒槽中心角度差Θ; 9)換算中值:根據(jù)中值計(jì)算公式:△Ζ = Θ Ji d/180tgP計(jì)算中值，其中，β為齒向螺旋角，d為齒輪分度圓直徑值，Θ為上下齒輪齒槽中心角度差值； 10)對(duì)比:若ΔΖ小于設(shè)計(jì)要求對(duì)中值，則直接進(jìn)行第12步驟；若ΔΖ彡設(shè)計(jì)要求對(duì)中值，則進(jìn)行下一步； 11)補(bǔ)償加工:重復(fù)進(jìn)行上述第5-10步，直至ΛΖ小于設(shè)計(jì)要求對(duì)中值； 12)最終加工:將零件加工至要求尺寸； 13)最終檢測(cè)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種窄空刀人字齒輪插削加工方法，在加工過程中通過檢測(cè)兩齒輪齒槽中心角度偏差，對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)行反向補(bǔ)償以減小兩齒輪齒槽中心角度偏差，然后通過數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換，得出人字齒輪對(duì)中值。通過本發(fā)明提供的方法，外圓直徑超過500mm的人字齒輪對(duì)中值可控制在0.1mm以內(nèi)。
【IPC分類】B23F7/00
【公開號(hào)】CN105234500
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510780070
【發(fā)明人】黃嘯, 張陽, 趙季賦, 于加輝, 丁明亮, 關(guān)云超
【申請(qǐng)人】哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日