一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺制造技术

本发明专利技术涉及滚刀制造技术领域，其公开了一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，包括设备选择、砂轮选择、砂轮修整、滚刀装夹、磨削等工艺步骤，所述砂轮修整工序中，通过在数控六轴滚刀磨床上，使用碗形绿碳修整轮，采用点面组合修整方法，对金属结合剂金钢石砂轮进行修整，以形成砂轮外圆的尖顶；并利用点面组合修整方法，实现了其粗磨时的砂轮圆角半径可以稳定在R0.04mm左右或以内,半精磨时砂轮圆角半径可以稳定在R0.03mm左右或以内,精磨时砂轮圆角半径可以稳定在R0.02mm左右或以内。本发明专利技术实现了超小模数齿轮滚刀的高精度制造。

Multi grinding wheel type line relief grinding technology of ultra small module gear hob

The invention relates to the field of hob manufacturing technology, which discloses a multi grinding wheel type line relief grinding process of ultra small module gear hob, including the process steps of equipment selection, grinding wheel selection, grinding wheel dressing, hob clamping, grinding, etc. in the grinding wheel dressing process, through the use of bowl shaped Green Carbon dressing wheel on the CNC six axis hob grinder, the point surface combined dressing method is adopted to finish the metal The binding diamond wheel is used for dressing to form the sharp top of the outer circle of the wheel; and the method of point surface combination dressing is used to realize that the fillet radius of the wheel in rough grinding can be stabilized at around r0.04mm or less, that in semi-fine grinding can be stabilized at around r0.03mm or less, and that in fine grinding can be stabilized at around r0.02mm or less. The invention realizes the high precision manufacturing of the ultra small module gear hob.

【技术实现步骤摘要】
一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺
本专利技术涉及滚刀制造
，具体涉及一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺。
技术介绍
齿轮滚刀是一种用于加工齿轮的高效加工刀具。典型的齿轮滚刀材质采用硬质合金制造。现有技术中，齿轮滚刀型线的精加工是采用数控滚刀磨床和成型砂轮进行磨削。但是，对于超小模数齿轮滚刀的制造，由于滚刀模数小，滚刀型线(如图8所示)为非标渐开线圆弧曲线且齿形圆角太小(例如，模数m＝0.1162的齿轮滚刀其齿形底部圆角半径只有R0.02mm)，成型砂轮无法修整，导致这类滚刀无法加工制造。为此，有必要研究利用高精度的数控磨床和高保持性的金属结合剂金钢石砂轮的点磨工艺来滚刀解决超小模数齿轮滚刀的制造问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，旨在实现超小模数齿轮滚刀的高精度制造。具体的技术方案如下：一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，包括如下工艺步骤：(1)设备选择：使用数控六轴滚刀磨床作为超小模数齿轮滚刀的型线铲磨设备；(2)砂轮选择：采用金属结合剂金钢石砂轮作为铲磨齿轮滚刀型线的砂轮，且所述砂轮包括粗磨砂轮、半精磨砂轮和精磨砂轮；(3)砂轮修整：在数控六轴滚刀磨床上，使用碗形绿碳修整轮，采用点面组合修整方法，对砂轮进行修整，以形成砂轮外圆的尖顶；所述点面组合修整方法包括对于砂轮尖顶外圆的往复移动式点修修整方法和分别对于砂轮两侧斜面的斜靠推进式面修修整方法；其中，所述往复移动式点修修整方法包括使用碗形绿碳修整轮点状接触砂轮的外圆表面，并使得碗形绿碳修整轮沿着与砂轮轴线平行的方向作往复修整运动以实现对砂轮的尖顶外圆的修磨；所述斜靠推进式面修修整方法包括使用碗形绿碳修整轮扳角后斜靠在砂轮侧面并沿着朝向所述砂轮侧面的方向进行推进修整的方式分别实现砂轮两侧斜面的修磨，并最终形成砂轮外圆的尖顶；(4)滚刀装夹：将齿轮滚刀装夹定位到芯轴上，利用数控六轴滚刀磨床的两顶针顶住芯轴两端的中心孔，并使用磨床拨盘和连接在所述芯轴上的拨杆将带有齿轮滚刀的芯轴固定；(5)磨削：使用经过修整后具有尖顶外圆的砂轮作为铲磨砂轮，对齿轮滚刀的型线进行点磨加工，所述点磨加工依次包括粗磨、半精磨和精磨，且粗磨、半精磨和精磨分别对应选用粗磨砂轮、半精磨砂轮和精磨砂轮。本专利技术中的砂轮修正，采用了一种特殊的点面组合修整方法：先采用往复移动式点修修整方法修磨金属结合剂金钢石砂轮的顶面，由绿碳修整轮往复移动修出顶面，再采用斜靠推进式面修修整方法修磨金属结合剂金钢石砂轮二侧斜面，这时由于绿碳修整轮在砂轮的两个侧面没有沿齿面往复移动，这样能避免砂轮顶面出现崩角现象，通过控制齿顶宽度来控制砂轮的齿顶圆角大小，这样修出的砂轮表面质量较高，有利于提高砂轮的保持性。优选的，所述砂轮选择工序中，其所述粗磨砂轮采用D46粒度的金钢石砂轮，所述半精磨砂轮采用D31粒度的金钢石砂轮、所述精磨砂轮采用D21粒度的金钢石砂轮；所述磨削工序中，其半精磨留余量不大于0.05mm，精磨留余量不大于0.02mm。通常，为了保证齿轮滚刀型线的准确，砂轮圆角要小于滚刀齿型上最小的圆角。而本专利技术将砂轮的外圆修整为顶宽不大于砂轮粒度的尖顶后，其尖顶的实际圆角半径取决于砂轮的粒度大小。本专利技术中，采用金属结合剂金钢石砂轮，并利用点面组合修整方法，实现了其粗磨时D46粒度(名义颗粒直径46μm，即0.046mm)的砂轮圆角半径可以稳定在R0.04mm左右或以内,D31粒度的砂轮圆角半径可以稳定在R0.03mm左右或以内,D21粒度的砂轮圆角半径可以稳定在R0.02mm左右或以内。由此充分满足了砂轮圆角小于滚刀齿型上最小的圆角的要求。本专利技术中，齿轮滚刀的滚刀型线是通过修整的尖顶砂轮一个齿一个齿用插补的方式铲磨出来的；由于砂轮尖顶的半径小于滚刀型线的底部半径，因此不需要使用成型砂轮。同时，通过在粗磨、半精磨和精磨的不同磨削阶段采用不同圆角半径的尖顶砂轮，实现了尖顶砂轮圆角半径与所承受的磨削力的良好匹配，又满足了砂轮圆角小于滚刀齿型上最小的圆角的要求，由此解决了超小模数齿轮滚刀型线的高精度磨削问题。优选的，所述磨削采用砂轮正向进刀磨削和反向进刀磨削的双向进刀磨削。上述通过双向进刀磨削方式可以提高磨削效率30％以上。作为进一步的改进，本专利技术的一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺其所述滚刀装夹工序中的芯轴结构包括依次轴向连接的定位段、过渡段和加粗延伸段，所述定位段为锥度1:10000～1:20000的锥度芯轴段，且所述锥度芯轴段上加工有用于容纳胶水的螺旋槽，所述芯轴的两端设置有中心孔。其中，所述定位段用于与齿轮滚刀的内孔相配合。上述在滚刀装夹工序中，由于在芯轴的定位段上加工有用于容纳胶水的螺旋槽，能够有效提高齿轮滚刀定位装夹可靠性，而芯轴的定位段上所设置的1:10000～1:20000的锥度实现了高精度的定位。其中，所述芯轴的加粗延伸段上设置有拨杆。其中，所述芯轴的过渡段为圆锥过渡段。优选的，所述芯轴的加粗延伸段的长径比不大于2.5。上述通过优化设置芯轴上加粗延伸段及圆锥过渡段，有利于防止点磨加工时的运动干涉，且加粗延伸段的优化设置也可以减少因拨杆受力而产生的对芯轴跳动的影响。作为更进一步的改进，所述滚刀装夹工序中的磨床拨盘包括拨盘体和设置在所述拨盘体上的浮动定位锁紧装置，所述浮动定位锁紧装置包括固定在所述拨盘体上的浮动定位锁紧座、安装在所述浮动定位锁紧座上且与所述拨盘体的回转轴线相平行的定位圆柱、移动设置在所述浮动定位锁紧座上的移动键，所述移动键的前端头部设置有朝向所述定位圆柱的半圆柱面，所述移动键的后端设置有用于实现所述移动键向前移动的顶压弹簧，所述移动键向前移动的方向朝向所述定位圆柱。优选的，所述浮动定位锁紧座上设置有键槽，所述移动键移动设置在所述键槽中，且所述浮动定位锁紧座上还设置有用于将所述移动键锁紧固定压在所述键槽中的锁紧螺钉。装夹时，芯轴两端定位于磨床的两顶针上，芯轴上的拨杆定位于浮动定位锁紧装置上的定位圆柱与移动键的前端头部的半圆柱面之间，在顶压弹簧的作用下，移动键顶住拨杆并将拨杆靠平在定位圆柱上，定位完成后旋转锁紧螺钉，使得拨杆零间隙定位于定位圆柱与移动键的半圆柱面之间，且拨杆与定位圆柱、半圆柱面的接触为点接触。相比传统的拨杆定位时采用螺钉直接夹紧拨杆的固定方式，本专利技术的浮动定位锁紧装置在装夹时不会对拨杆产生额外的装夹应力，从而可以减少加工误差、提高齿轮滚刀磨削加工的精度。优选的，所述顶压弹簧的尾端设置有弹簧顶头，且所述弹簧顶头连接在所述键槽中。优选的，为保持磨削高精度，磨床的冷却系统的油过滤精度要小于0.003，并且油温控制在20℃+/-0.2℃，车间温度控制在20℃+/-1℃。本专利技术的有益效果是：第一，本专利技术的一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，采用了一种特殊的点面组合修整方法：先采用往复移动式点修修整方法修磨金属结合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：/n(1)设备选择：使用数控六轴滚刀磨床作为超小模数齿轮滚刀的型线铲磨设备；/n(2)砂轮选择：采用金属结合剂金钢石砂轮作为铲磨齿轮滚刀型线的砂轮，且所述砂轮包括粗磨砂轮、半精磨砂轮和精磨砂轮；/n(3)砂轮修整：在数控六轴滚刀磨床上，使用碗形绿碳修整轮，采用点面组合修整方法，对砂轮进行修整，以形成砂轮外圆的尖顶；所述点面组合修整方法包括对于砂轮尖顶外圆的往复移动式点修修整方法和分别对于砂轮两侧斜面的斜靠推进式面修修整方法；其中，所述往复移动式点修修整方法包括使用碗形绿碳修整轮点状接触砂轮的外圆表面，并使得碗形绿碳修整轮沿着与砂轮轴线平行的方向作往复修整运动以实现对砂轮的尖顶外圆的修磨；所述斜靠推进式面修修整方法包括使用碗形绿碳修整轮扳角后斜靠在砂轮侧面并沿着朝向所述砂轮侧面的方向进行推进修整的方式分别实现砂轮两侧斜面的修磨，并最终形成砂轮外圆的尖顶；/n(4)滚刀装夹：将齿轮滚刀装夹定位到芯轴上，利用数控六轴滚刀磨床的两顶针顶住芯轴两端的中心孔，并使用磨床拨盘和连接在所述芯轴上的拨杆将带有齿轮滚刀的芯轴固定；/n(5)磨削：使用经过修整后具有尖顶外圆的砂轮作为铲磨砂轮，对齿轮滚刀的型线进行点磨加工，所述点磨加工依次包括粗磨、半精磨和精磨，且粗磨、半精磨和精磨分别对应选用粗磨砂轮、半精磨砂轮和精磨砂轮。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
(1)设备选择：使用数控六轴滚刀磨床作为超小模数齿轮滚刀的型线铲磨设备；
(2)砂轮选择：采用金属结合剂金钢石砂轮作为铲磨齿轮滚刀型线的砂轮，且所述砂轮包括粗磨砂轮、半精磨砂轮和精磨砂轮；
(3)砂轮修整：在数控六轴滚刀磨床上，使用碗形绿碳修整轮，采用点面组合修整方法，对砂轮进行修整，以形成砂轮外圆的尖顶；所述点面组合修整方法包括对于砂轮尖顶外圆的往复移动式点修修整方法和分别对于砂轮两侧斜面的斜靠推进式面修修整方法；其中，所述往复移动式点修修整方法包括使用碗形绿碳修整轮点状接触砂轮的外圆表面，并使得碗形绿碳修整轮沿着与砂轮轴线平行的方向作往复修整运动以实现对砂轮的尖顶外圆的修磨；所述斜靠推进式面修修整方法包括使用碗形绿碳修整轮扳角后斜靠在砂轮侧面并沿着朝向所述砂轮侧面的方向进行推进修整的方式分别实现砂轮两侧斜面的修磨，并最终形成砂轮外圆的尖顶；
(4)滚刀装夹：将齿轮滚刀装夹定位到芯轴上，利用数控六轴滚刀磨床的两顶针顶住芯轴两端的中心孔，并使用磨床拨盘和连接在所述芯轴上的拨杆将带有齿轮滚刀的芯轴固定；
(5)磨削：使用经过修整后具有尖顶外圆的砂轮作为铲磨砂轮，对齿轮滚刀的型线进行点磨加工，所述点磨加工依次包括粗磨、半精磨和精磨，且粗磨、半精磨和精磨分别对应选用粗磨砂轮、半精磨砂轮和精磨砂轮。


2.根据权利要求1所述的一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，其特征在于，所述砂轮选择工序中，其所述粗磨砂轮采用D46粒度的金钢石砂轮，所述半精磨砂轮采用D31粒度的金钢石砂轮、所述精磨砂轮采用D21粒度的金钢石砂轮；所述磨削工序中，其半精磨留余量不大于0.05mm，精磨留余量不大于0.02mm。


3.根据权利要求1所述的一种超小模数齿轮滚刀的多砂轮型线铲磨工艺，其特征在于，所述磨削采用砂轮正向进刀磨削...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆少峰，胡小明，朱源，
申请(专利权)人：江阴塞特精密工具有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32