一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法技术

本发明专利技术公开了一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，主要用于由成形法完成加工的锥齿轮的齿端修形，本发明专利技术为了保证修形点位的齿厚的同时，避免加工过程中的齿端干涉，利用增加切入位置并快速完成相关计算的方法完成齿端的鼓形修正，避免了传统的齿端修形方法中的后续增加展成运动，所花费的时间更短，能够保证修形区域与原始成形法齿面之间的平滑过渡。在实际运用中，利用本发明专利技术的方法可以避免修形过程中的轻载或重载下的边缘接触，提高传动的平稳性，减小由于边缘接触导致的冲击，在一定程度上提高了齿轮的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法
本专利技术涉及一种齿轮加工方法，特别涉及一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法。
技术介绍
螺旋锥齿轮的加工方法按照刀具与工件的相对运动关系主要有展成法与非展成法(即成形法)。对于展成法而言，刀具与工件之间在每一时刻都存在相对运动，工件齿面是刀具铲形面的包络面，二者在每一个瞬时都是线接触的，刀具与工件的相对位置可以通过一系列的包括旋转和平移运动控制参数进行设置，不同的位置对应不同的齿形。理论上，展成法加工可实现任意光滑齿面的重构。针对展成法齿轮加工，对于其齿面的修正一般地采用一套加工参数即可完成不同展成位置目标齿廓的修正。修正的方式有很多，可以沿着齿长方向修正，也可以沿着齿廓方向修正或者沿着啮合线方向进行修正等。通过齿廓修正，可实现齿轮副实际接触区的啮合优化、减小啮入啮出冲击、避免边缘接触、减小噪音等目的。对于非展成法(成形法)而言，刀具与工件之间的相对位置是不变的，刀具只有在齿深方向的切入运动，实际加工齿面即为刀具铲形面的映射。由于刀具与工件之间无相对运动，二者之间的位置关系是通过基本机床参数决定的，一般地包括径向刀位、水平轮位、轮坯安装角和滚动中心。各个基本参数对齿面齿形的影响都是线性的。在刀具参数不变的情况下，对齿形的修正(尤其压力角误差、对角误差或者鼓形误差)是比较困难的。传统的非展成法(即成形法)的齿端修形方法，比如“扩口杯法”，主要是通过计算每个展成位置的刀具与工件的相对运动轨迹来完成齿长方向的鼓形修正，由于该方法采用在切入后增加展成运动，故而需要耗费较多的时间，且容易出现修形区域与原始区域之间的过渡粗糙、干涉等现象。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术针对通过成形法完成加工的锥齿轮，提出一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，利用增加切入位置并快速完成相关计算的方法完成齿端的鼓形修正。根据本专利技术实施例的基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，包括以下步骤：S1：将非展成法参数作为第一制造参数，加工完所有齿面或者加工完一个齿槽后，计算所述第一制造参数对应的原始非展成法齿面；S2：根据待加工齿轮实际的齿坯参数及实际需要，人为设定修形所需的修形量和修形点位，进而确定四边形形状的修形区域；S3：根据所述修形区域、修形量以及所述原始非展成法齿面在修形点位的平滑过渡要求确定包含切入位置对应的工件转角以及机床加工的第二制造参数；S4：在依据所述第一制造参数完成所有轮齿或者单个齿槽的基础上，依据所述第二制造参数同步进行加工，得到所述第二制造参数对应的修形齿面；S5：通过测量或者齿轮对滚验证所述齿端修形位置和修形量是否满足设计要求，满足设计要求则完成加工，不满足设计要求则反调S2重新设定修形量和修形点位进行计算和加工。根据本专利技术实施例的基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，至少具有如下技术效果：本专利技术所提出的基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，主要用于由成形法完成加工的锥齿轮的齿端修形，本专利技术为了保证修形点位的齿厚的同时，避免加工过程中的齿端干涉，利用增加切入位置并快速完成相关计算的方法完成齿端的鼓形修正，避免了传统的齿端修形方法中的后续增加展成运动，所花费的时间更短，能够保证修形区域与原始成形法齿面之间的平滑过渡。在实际运用中，利用本专利技术的方法可以避免修形过程中的轻载或重载下的边缘接触，提高传动的平稳性，减小由于边缘接触导致的冲击，在一定程度上提高了齿轮的使用寿命。根据本专利技术的一些实施例，修形区域是根据给定的修形长度和对应齿高来确定的四边形区域，相比传统的基于全齿面的修形，四边形区域的修形方式更有利于避免边缘接触。根据本专利技术的一些实施例，通过最优化方法确定齿端修形的修形参数，保证所述修行齿面和所述原始成形法齿面之间的齿形误差满足设计要求。根据本专利技术的一些实施例，所述修形量为所述修形区域沿着齿轮的齿长或者齿廓方向的齿形修正量，所述修形量可通过抛物线鼓形方式确定。根据本专利技术的一些实施例，所述修形齿面包括凸面和/或凹面，比传统的单一凸面和/或凹面修形修形效率更高。根据本专利技术的一些实施例，所述切入位置的相关参数包括径向运动、角向运动、螺旋运动以及滚比运动。根据本专利技术的一些实施例，确定所述工件转角和所述第二制造参数的过程包括建立所述第一制造参数和所述第二制造参数之间的联系，进而使得实际加工过程可以统一表示成一组加工参数而便于加工。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例的加工流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通工作人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。根据传统的卧式结构的六轴联动数控机床理论可得，在实际加工过程中刀具与工件的相对位置可通过六轴X、Y、Z、A、B、C的位置来确定，即每个轴分别对应不同的机床加工参数，X轴对应机床平面水平方向的运动，即水平距离Hor；Y轴对应机床平面垂直方向的运动，即垂直轮位Em；Z轴对应垂直于机床平面方向的运动，即床位Xb；B轴的转角对应为工件轴线与机床平面水平方向的夹角，即轮坯安装角γm；A轴和C轴的转角分别表示加工过程中工件和刀盘的旋转角度；对于非展成法，各个轴都是相对静止的，机床基本参数是固定的，不会随着切入齿深的变化而变化。刀盘在机床平面上的位置可以通过水平距离Hor和垂直轮位Em来表示，也可通过径向刀位S和滚动中心q0来表示。工件相对于刀尖平面的位置可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：将非展成法参数作为第一制造参数，加工完所有齿面或者加工完一个齿槽后，计算所述第一制造参数对应的原始非展成法齿面；/nS2：根据待加工齿轮实际的齿坯参数及实际需要，人为设定修形所需的修形量和修形点位，进而确定四边形形状的修形区域；/nS3：根据所述修形区域、修形量以及所述原始非展成法齿面在修形点位的平滑过渡要求确定包含切入位置对应的工件转角以及机床加工的第二制造参数；/nS4：在依据所述第一制造参数完成所有轮齿或者单个齿槽的基础上，依据所述第二制造参数同步进行加工，得到所述第二制造参数对应的修形齿面；/nS5：通过测量或者齿轮对滚验证所述齿端修形位置和修形量是否满足设计要求，满足设计要求则完成加工，不满足设计要求则反调S2重新设定修形量和修形点位进行计算和加工。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将非展成法参数作为第一制造参数，加工完所有齿面或者加工完一个齿槽后，计算所述第一制造参数对应的原始非展成法齿面；
S2：根据待加工齿轮实际的齿坯参数及实际需要，人为设定修形所需的修形量和修形点位，进而确定四边形形状的修形区域；
S3：根据所述修形区域、修形量以及所述原始非展成法齿面在修形点位的平滑过渡要求确定包含切入位置对应的工件转角以及机床加工的第二制造参数；
S4：在依据所述第一制造参数完成所有轮齿或者单个齿槽的基础上，依据所述第二制造参数同步进行加工，得到所述第二制造参数对应的修形齿面；
S5：通过测量或者齿轮对滚验证所述齿端修形位置和修形量是否满足设计要求，满足设计要求则完成加工，不满足设计要求则反调S2重新设定修形量和修形点位进行计算和加工。


2.根据权利要求1所述的基于非展成法加工螺旋锥齿轮的齿端修形方法，其特征在于：所述修形区域是根据给定的修形长度和对应齿高来确定的四边形区域。

【专利技术属性】
技术研发人员：邹谦，邹文毅，杨洪成，
申请(专利权)人：湖南中大创远数控装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43