外接合齿的加工方法技术

本发明专利技术涉及一种外接合齿的加工装置及方法，其中，外接合齿的加工装置包括工件轴、工件轴电机、刀具、刀具轴和刀具轴电机，所述工件轴电机驱动连接所述工件轴，所述工件轴用于驱动连接外接合齿，所述刀具轴电机驱动连接所述刀具轴，所述刀具轴驱动连接所述刀具，所述刀具的一侧设置有刀头，加工状态下，所述工件轴的中轴线与所述刀具轴的中轴线在同一水平面内，且相互平行，所述外接合齿与所述刀具均转动。本发明专利技术基于短幅外摆线发生原理对外接合齿进行加工，短幅外摆线逼近渐开线即可获得比较高的逼近精度，能够实现外接合齿的高精度和高效率加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械加工领域，尤其涉及一种外接合齿的加工装置及方法。
技术介绍
在现代传动系统中，通过同步器中齿套和外接合齿的相互啮合实现换档，并且保证挂入的档位牢固可靠。目前，外接合齿的常用加工方法是插齿法，相应的加工设备是插齿机。该装置的加工精度和效率均较低，很难满足飞速发展的大型卡车、大型客车、轿车等车辆行业对高精度、低成本的同步器制造要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种外接合齿的加工装置及方法，其能够实现外接合齿的高精度、高效率加工。为实现上述目的，本专利技术提供了一种外接合齿的加工装置，其包括工件轴、工件轴电机、刀具、刀具轴和刀具轴电机，所述工件轴电机驱动连接所述工件轴，所述工件轴用于驱动连接外接合齿，所述刀具轴电机驱动连接所述刀具轴，所述刀具轴驱动连接所述刀具，所述刀具的一侧设置有刀头，加工状态下，所述工件轴的中轴线与所述刀具轴的中轴线在同一水平面内，且相互平行，所述外接合齿与所述刀具均转动。在一优选或可选实施例中，所述工件轴和所述工件轴电机通过工件主轴箱支撑，所述刀具轴和所述刀具轴电机通过刀具主轴箱支撑。在一优选或可选实施例中，所述工件主轴箱通过工件调节装置调节位置，进而调节所述工件轴相对于所述刀具轴的轴向距离。在一优选或可选实施例中，所述工件调节装置包括第一导轨、第一电机和第一滚珠丝杠，所述第一电机驱动连接所述第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠驱动连接所述工件主轴箱，所述工件主轴箱设置在所述第一导轨上，且能够在所述第一滚珠丝杠的带动下沿所述第一导轨移动。在一优选或可选实施例中，所述刀具主轴箱通过刀具调节装置调节位置，进而调节所述刀具轴相对于所述工件轴的径向距离。在一优选或可选实施例中，所述刀具调节装置包括第二导轨、第二电机和第二滚珠丝杠，所述第二电机驱动连接所述第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠驱动连接所述刀具主轴箱，所述刀具主轴箱设置在所述第二导轨上，且能够在所述第二滚珠丝杠的带动下沿所述第二导轨移动。在一优选或可选实施例中，所述外接合齿的加工装置还包括用于支撑整个所述外接合齿的加工装置的支承部件。在一优选或可选实施例中，所述工件轴电机和刀具轴电机均为内嵌式伺服主轴电机，所述刀具轴和所述工件轴均采用内嵌式伺服主轴电机进行直接驱动。为实现上述目的，本专利技术提供了一种外接合齿加工方法，其采用上述任一实施例中的外接合齿的加工装置、且基于短幅外摆线逼近渐开线的原理，在外渐开线直齿圆柱齿轮的基础上，进行外接合齿的加工。在一优选或可选实施例中，上述外接合齿的加工方法，具体包括以下步骤：S10)调整刀具轴和工件轴的径向距离和轴向距离；S20)刀具轴和工件轴按照预置的速比回转，且刀具径向进给，保证刀具能够切削外接合齿的全齿高；S30)对刀具施加附加转速，实现刀具相对外接合齿的圆周进给；S40)刀具轴和工件轴按步骤S20)中的速比回转，确保刀具的刀尖相对外接合齿的运动轨迹是短幅外摆线，且满足逼近渐开线的精度要求；S50)按照步骤S40)完成外接合齿圆周上的所有齿槽一侧齿面的加
工；S60)在刀具轴和工件轴转速不变的情况下，径向退刀，回到步骤S10)的相对位置；S70)刀具轴和工件轴均反向转动，然后依次完成步骤S20)-S40)，进而完成外接合齿圆周上的所有齿槽另一侧齿面的加工。在一优选或可选实施例中，所述步骤S10)中，调整刀具轴和工件轴的径向距离和轴向距离，具体包括：S11)调整刀具和外接合齿的初始位置，使刀具的刀尖与齿槽的中心线对正；S12)调整刀具与外接合齿的径向距离，使刀具的刀尖位于外接合齿的齿顶圆位置；S13)调整刀具与外接合齿的轴向距离，确保刀具能够切削外接合齿的全齿长。基于上述技术方案，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术提供的外接合齿的加工装置结构简单，成本低，基于短幅外摆线发生原理对外接合齿进行加工，短幅外摆线逼近渐开线即可获得比较高的逼近精度，能够实现外接合齿的高精度和高效率加工。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1(a)为本专利技术提供的外接合齿的结构示意；图1(b)为图1(a)的M向示意图；图2为本专利技术提供的外接合齿的加工装置的正面示意图；图3为本专利技术提供的外接合齿的加工装置的背面示意图；图4为本专利技术提供的刀具加工外接合齿的相对位置示意图；图5为本专利技术采用的短幅外摆线逼近渐开线全部效果的示意图；图6为本专利技术采用的短幅外摆线逼近渐开线局部效果的示意图。附图中标号：1-外接合齿；2-刀具；3-支承部件；4-第一导轨；5-第一滚珠丝杠；6-工件轴；7-工件主轴箱；8-第二滚珠丝杠；9-第二导轨；10-刀具主轴箱；11-刀具轴；12-齿根圆；13-齿顶圆；14-短幅外摆线；15-渐开线。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。本专利技术提供的外接合齿的加工装置依据短幅外摆线逼近渐开线的原理，在外渐开线直齿圆柱齿轮的基础上，进行外接合齿1的加工。如图1(a)和图1(b)所示，为本专利技术提供的外接合齿1的结构示意。如图2、图3所示，为本专利技术提供的外接合齿的加工装置的示意性实施例，在该示意性实施例中，外接合齿的加工装置包括工件轴6(w轴)、工件轴电机、刀具2、刀具轴11(c轴)和刀具轴电机，工件轴电机驱动连接工件轴6，工件轴6用于驱动连接外接合齿1，刀具轴电机驱动连接刀具轴11，刀具轴11驱动连接刀具2，刀具2的一侧设置有刀头，在加工状态下，工件轴6的中轴线与刀具轴11的中轴线在同一水平面内，且相互平行，外接合齿1和刀具2分别在工件轴6和刀具轴11的带动下以预置的速比高速回转。在本专利技术提供的外接合齿的加工装置的示意性实施例中，工件轴6
和工件轴电机可以通过工件主轴箱7支撑，刀具轴11和刀具轴电机可以通过刀具主轴箱10支撑。在本专利技术提供的外接合齿的加工装置的示意性实施例中，工件主轴箱7可以通过工件调节装置调节位置，进而调节工件轴6相对于刀具轴11的轴向距离(z向距离)。工件调节装置可以包括第一导轨4、第一电机和第一滚珠丝杠5，第一电机驱动连接第一滚珠丝杠5，第一滚珠丝杠5驱动连接工件主轴箱7，第一滚珠丝杠5位于第一导轨4内，工件主轴箱7设置在第一导轨4上，启动第一电机，驱动第一滚珠丝杠5转动，进而带动工件主轴箱7沿第一导轨4移动。在本专利技术提供的外接合齿的加工装置的示意性实施例中，刀具主轴箱10可以通过刀具调节装置调节位置，进而调节刀具轴11相对于工件轴6的径向距离(x向距离)。刀具调节装置可以包括第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外接合齿的加工装置，其特征在于：包括工件轴(6)、工件轴电机、刀具(2)、刀具轴(11)和刀具轴电机，所述工件轴电机驱动连接所述工件轴(6)，所述工件轴(6)用于驱动连接外接合齿(1)，所述刀具轴电机驱动连接所述刀具轴(11)，所述刀具轴(11)驱动连接所述刀具(2)，所述刀具(2)的一侧设置有刀头，加工状态下，所述工件轴(6)的中轴线与所述刀具轴(11)的中轴线在同一水平面内，且相互平行，所述外接合齿(1)与所述刀具(2)均转动。

【技术特征摘要】
1.一种外接合齿的加工装置，其特征在于：包括工件轴(6)、工件轴电机、刀具(2)、刀具轴(11)和刀具轴电机，所述工件轴电机驱动连接所述工件轴(6)，所述工件轴(6)用于驱动连接外接合齿(1)，所述刀具轴电机驱动连接所述刀具轴(11)，所述刀具轴(11)驱动连接所述刀具(2)，所述刀具(2)的一侧设置有刀头，加工状态下，所述工件轴(6)的中轴线与所述刀具轴(11)的中轴线在同一水平面内，且相互平行，所述外接合齿(1)与所述刀具(2)均转动。2.如权利要求1所述的外接合齿的加工装置，其特征在于：所述工件轴(6)和所述工件轴电机通过工件主轴箱(7)支撑，所述刀具轴(11)和所述刀具轴电机通过刀具主轴箱(10)支撑。3.如权利要求2所述的外接合齿的加工装置，其特征在于：所述工件主轴箱(7)通过工件调节装置调节位置，进而调节所述工件轴(6)相对于所述刀具轴(11)的轴向距离。4.如权利要求3所述的外接合齿的加工装置，其特征在于：所述工件调节装置包括第一导轨(4)、第一电机和第一滚珠丝杠(5)，所述第一电机驱动连接所述第一滚珠丝杠(5)，所述第一滚珠丝杠(5)驱动连接所述工件主轴箱(7)，所述工件主轴箱(7)设置在所述第一导轨(4)上，且能够在所述第一滚珠丝杠(5)的带动下沿所述第一导轨(4)移动。5.如权利要求2～4任一项所述的外接合齿的加工装置，其特征在于：所述刀具主轴箱(10)通过刀具调节装置调节位置，进而调节所述刀具轴(11)相对于所述工件轴(6)的径向距离。6.如权利要求5所述的外接合齿的加工装置，其特征在于：所述刀具调节装置包括第二导轨(9)、第二电机和第二滚珠丝杠(8)，所述第二电机驱动连接所述第二滚珠丝杠(8)，所述第二滚珠丝杠(8)驱动连接所述刀具主轴箱(10)，所述刀具主轴箱(10)设置在所述第二导轨(9)上，且能够在所述第二滚珠丝杠(8)的带动下沿所述
\t第二导轨(9)移动。7.如权利要求1所述的外接合齿的加工装...

【专利技术属性】
技术研发人员：蹤雪梅，陈新春，王灿，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32