【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于齿轮加工，具体涉及一种螺旋锥齿轮喷丸方法及装置。
技术介绍
1、螺旋锥齿轮是工程机械传动系统高端箱桥、减速器的关键零部件，承担着动力传递过程中减速增扭和改变动力传递方向的作用。其中，对数螺旋锥齿轮是以圆锥对数螺旋曲线为齿向线，以渐开线为齿廓曲线的新型螺旋锥齿轮，圆锥对数螺旋曲线上任意一点沿着圆锥对数螺旋曲线的切线方向与圆锥母线的夹角为定值，即螺旋角为定值，具有更好的传动特性。工程机械传动系统服役寿命和使役性能与螺旋锥齿轮的表面硬度、残余应力分布及表面粗糙度密切相关。高转速、高过载、高冲击、高温的工况环境对螺旋锥齿轮质量提出了极高的要求，基于这些高要求，除了对齿轮进行渗碳淬火、磨齿外，还通常采用喷丸强化增加齿轮抗疲劳强度，特别是齿根的弯曲疲劳强度。
2、齿轮喷丸强化一般采用转台驱动齿轮旋转，同时喷枪沿齿轮轴线或径向方向匀速进给，进而实现齿轮全部齿根的喷丸强化。而在实际喷丸工艺开发时，往往采取转台转速不变，先采用较快的喷枪移动速度匀速进给，检查齿轮表面荧光残留的情况，若还有荧光残留，逐步减小喷枪的移动速度进行喷丸，喷丸时间随之增加，此时再次检验荧光残留情况，直至残留2％，判断为100％的覆盖率。一般技术要求为200％的覆盖率，将100％的覆盖率的喷丸时间加倍，即喷枪移动速度减半实现。以上通过试错的方法，费时费力，易造成应力分布不均匀，出现过喷与欠喷的问题，容易导致裂纹萌生的问题，进而会对使齿面抗疲劳、耐磨损性能的提升产生影响。而且，当每次齿轮的直径、内外径变化时，没有任何规律可循，需重新重复以上步骤开发齿轮
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种螺旋锥齿轮喷丸方法及装置，能够应用于不同内外径的齿轮喷丸强化，有效避免齿轮喷丸不均匀的问题，同时避免过度喷丸诱发裂纹等质量问题，且能够缩短齿轮喷丸工艺开发周期。
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、第一方面，提供一种螺旋锥齿轮喷丸方法，包括：以设定的转台转速，控制转台转动，进而驱动螺旋锥齿轮转动；以设定的喷枪姿态、喷枪路径和喷枪移动速度，控制喷枪对转动中的螺旋锥齿轮进行喷丸操作；其中，所述喷枪姿态根据喷丸在螺旋锥齿轮上的撞击中心点确定；所述喷枪路径根据螺旋锥齿轮以及喷枪的运动特征确定；所述转台转速和喷枪移动速度，根据喷枪的性能参数经速度匹配后确定。
4、进一步地，所述撞击中心点为螺旋锥齿轮的齿根区域与齿底区域的交线并偏向齿根区域设定距离处。
5、进一步地，所述喷枪姿态根据喷丸在螺旋锥齿轮上的撞击中心点确定，包括：根据撞击方向确定喷枪方向，所述撞击方向在水平面上的投影在相邻齿齿顶点与撞击中心点的连线上；确定喷枪角度，当撞击方向与撞击中心点所在的螺旋线呈90°时，p点不动，在竖直方向上，喷枪远离齿顶方向与pa线偏离θ，即凹面向上偏离θ，凸面向下偏离θ；其中，p点为撞击中心点，pa线为相邻齿齿顶点与撞击中心点的连线，θ为喷枪与螺旋线中点垂直时，喷枪延长线与pa线的夹角。
6、进一步地，所述喷枪路径根据螺旋锥齿轮以及喷枪的运动特征确定，包括：当螺旋锥齿轮随转台转动时，喷枪在螺旋锥齿轮上方沿着螺旋线方向做往复运动，喷枪由此形成的路径为一个圆锥，则喷枪路径为：
7、
8、其中，px、py、pz为喷枪路径上对应的x、y、z轴坐标，a为圆锥对数螺旋曲线起点距离锥顶的距离，为自变量，表示撞击中心点转过的角度在底面的投影角度，α为半锥角，β为螺旋锥齿轮的螺旋角，l为喷枪出口中心点距离撞击中心点的距离，θ为喷枪与螺旋线中点垂直时，喷枪延长线与pa线的夹角。
9、进一步地，喷枪的性能参数包括：喷丸线速度v线和步距s步。
10、进一步地，转台转速和喷枪移动速度，具体为：
11、转台转速
12、喷枪移动速度
13、其中，dn为螺旋锥齿轮上某撞击中心点的直径，a为圆锥对数螺旋曲线起点距离锥顶的距离，为自变量，表示撞击中心点转过的角度在底面的投影角度，α为半锥角，β为螺旋锥齿轮的螺旋角。
14、进一步地，喷丸丸粒尺寸小于等于螺旋锥齿轮齿根r角中最小圆角半径的一半。
15、进一步地，所述螺旋锥齿轮齿根r角等于加工所述螺旋锥齿轮的刀具的圆角半径。
16、进一步地，在所述螺旋锥齿轮的轮齿的凹面和凸面各设置一把喷枪，同时对螺旋锥齿轮的轮齿的凹面和凸面进行喷丸操作。
17、第二方面，提供一种螺旋锥齿轮喷丸装置，包括：第一执行模块，用于以设定的转台转速，控制转台转动，进而驱动螺旋锥齿轮转动；第二执行模块，用于以设定的喷枪姿态、喷枪路径和喷枪移动速度，控制喷枪对转动中的螺旋锥齿轮进行喷丸操作；其中，所述喷枪姿态根据喷丸在螺旋锥齿轮上的撞击中心点确定；所述喷枪路径根据螺旋锥齿轮以及喷枪的运动特征确定；所述转台转速和喷枪移动速度，根据喷枪的性能参数经速度匹配后确定。
18、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术通过以设定的转台转速，控制转台转动，进而驱动螺旋锥齿轮转动；以设定的喷枪姿态、喷枪路径和喷枪移动速度，控制喷枪对转动中的螺旋锥齿轮进行喷丸操作；其中，喷枪姿态根据喷丸在螺旋锥齿轮上的撞击中心点确定；喷枪路径根据螺旋锥齿轮以及喷枪的运动特征确定；转台转速和喷枪移动速度，根据喷枪的性能参数经速度匹配后确定。本专利技术能够应用于不同内外径的齿轮喷丸强化，有效避免齿轮喷丸不均匀的问题，同时避免过度喷丸诱发裂纹等质量问题，且能够缩短齿轮喷丸工艺开发周期。
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1.一种螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述撞击中心点为螺旋锥齿轮的齿根区域与齿底区域的交线并偏向齿根区域设定距离处。
3.根据权利要求2所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述喷枪姿态根据喷丸在螺旋锥齿轮上的撞击中心点确定，包括：
4.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述喷枪路径根据螺旋锥齿轮以及喷枪的运动特征确定，包括：
5.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，喷枪的性能参数包括：喷丸线速度V线和步距S步。
6.根据权利要求5所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，转台转速和喷枪移动速度，具体为：
7.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，喷丸丸粒尺寸小于等于螺旋锥齿轮齿根R角中最小圆角半径的一半。
8.根据权利要求7所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述螺旋锥齿轮齿根R角等于加工所述螺旋锥齿轮的刀具的圆角半径。
9.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在
10.一种螺旋锥齿轮喷丸装置，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述撞击中心点为螺旋锥齿轮的齿根区域与齿底区域的交线并偏向齿根区域设定距离处。
3.根据权利要求2所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述喷枪姿态根据喷丸在螺旋锥齿轮上的撞击中心点确定，包括：
4.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，所述喷枪路径根据螺旋锥齿轮以及喷枪的运动特征确定，包括：
5.根据权利要求1所述的螺旋锥齿轮喷丸方法，其特征在于，喷枪的性能参数包括：喷丸线速度v线和步距s步。
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【专利技术属性】
技术研发人员：员霄，朱迅，陆智俊，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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