面齿轮数控加工装置及方法，包括：数控插齿机、数控工作转台、过渡传动机构及面齿轮工件，数控插齿机包括床底座、床身、插齿刀、数控插齿机回转工作转台、数控系统和电机；床身连接在床底座上，插齿刀与床身相连接，数控插齿机回转工作台与底座相连接，数控工作转台固定在插齿机回转工作台上，电机通过过渡传动机构与数控工作转台相连接，面齿轮工件固定在数控工作转台上，数控系统分别与床底座和电机相连；工作时，床身在床底座上移动实现面齿轮插齿加工的进给运动，插齿刀与面齿轮工件围绕自身的轴线旋转，实现面齿轮加工的展成运动，插齿刀的摆动实现面齿轮插齿加工的让刀运动，插齿刀的上下往复运动实现面齿轮插齿加工的主切削运动。本发明专利技术可以实现面齿轮的高效精密加工。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新型齿轮-面齿轮数控加工方法与装置，适用于任何轴交角的面 齿轮数控插齿加工。
技术介绍
目前，从国外的技术资料显示，面齿轮可以采用插齿、滚齿和磨齿的加工方法加 工，由于国外对面齿轮加工技术实行严格保密，致使其加工技术在国内还未能掌握，而国内 对面齿轮的研究还主要集中于对面齿轮设计阶段，主要包括面齿轮齿面方程的研究、面齿 轮接触分析的研究、面齿轮传动应力的研究、面齿轮弹流润滑的研究以及面齿轮插齿加工 仿真的研究。对面齿轮插齿加工的研究也只有南京航空航天大学朱如鹏教授在普通插齿机 Y54上实现了面齿轮的粗加工，严格真正意义上的面齿轮数控精密加工国内还没有涉及到。因此，目前尚缺乏一种面齿轮数控精密加工方法来加工出高精度的面齿轮。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种面齿轮数控加工装置和加工 方法，利用其可以实现面齿轮的高效精密加工。本专利技术的技术方案是面齿轮数控加工装置包括数控插齿机、数控工作转台、过渡传动机构(7)及面齿轮工件(9)，所述数控插齿机包括床底座(1)、床身(2)、面齿 轮插齿刀⑶、数控插齿机回转工作转台(4)、数控系统(5)和电机⑶；床身⑵连接在床 底座(1)上，面齿轮插齿刀(3)与床身(2)相连接，数控插齿机回转工作台(4)与底座(1) 相连接，数控工作转台(6)固定在插齿机回转工作台(4)上，电机(8)通过过渡传动机构与数控工作转台(6)相连接，面齿轮工件(9)固定在数控工作转台(6)上，数控系统(5) 分别与床底座(1)和电机(8)相连；工作时，床身(2)在床底座(1)上移动实现面齿轮插齿 加工的进给运动，面齿轮插齿刀(3)与面齿轮工件(9)围绕自身的轴线旋转，实现面齿轮加 工的展成运动，面齿轮插齿刀(3)的摆动实现面齿轮插齿加工的让刀运动，插齿刀(3)的上 下往复运动实现面齿轮插齿加工的主切削运动； 所述过渡传动机构(7)包括连接螺栓(10)、连接法兰(11)、连轴器(12)、螺栓 (13)、轴(14)、齿轮(15)、挡板(16)、弹簧垫圈(17)和固定螺栓(18)和平键(19)；通过四个 连接螺栓(10)把连接法兰(11)固定在电机(8)的法兰上，电机(8)的轴通过连轴器(12) 与轴(14)连接；联轴器(12)可以根据实际需要调整电机(8)的轴与轴(14)的安装距，并 可以调整轴(14)相对于连接法兰(11)的轴向安装位置；通过连轴器(12)把动力由电机传 递给轴(14)，轴(14)通过平键(19)与齿轮(15)连接，齿轮(15) —端通过轴(14)的轴肩 定位，另一端用固定螺栓(18)通过弹簧垫圈(17)和挡板(16)把齿轮(15)在轴(14)上轴 向固定，弹簧垫圈(17)起到防止固定螺栓(18)松动的作用，连接法兰(11)通过四个螺栓 (13)与数控工作转台(6)连接，动力通过齿轮(15)传递给数控工作转台(6)，由此带动数 控工作转台(6)的连续转动。所述数控工作转台(6)与插齿机回转工作台⑷的连接为通过压板(21)和四个 螺栓(20)将立式回转工作转台(6)固定在数控插齿机回转工作台(4)上，调整好数控工作 转台(6)的轴线与面齿轮插齿刀(3)轴线位置，使得两轴线垂直正交，然后锁紧压板(21) 和螺栓(20)。面齿轮数控加工方法，实现步骤如下A.根据实际传动需求，确定面齿轮插齿刀(3)轴线和面齿轮工件(9)轴线的轴交 角和偏置距；B.选取满足面齿轮加工精度要求的数控工作转台(6)，数控工作转台(6)的参数 包括工作转台联动轴数、转速、扭矩和精度；然后确定出数控工作转台(6)与电机(8)接口 处的尺寸；C.选取数控插齿机，确定出电机(8)的接口尺寸；D.根据数控工作转台(6)与电机⑶接口处的尺寸，并按照所述过渡传动机构 (7)结构进行加工；E.将电机⑶与数控工作转台(6)通过过渡传动机构(7)连接，并将数控系统(5) 与电机⑶连接；F.调整数控工作转台(6)位置使其满足面齿轮加工要求所需的轴交角和偏置距， 并固定数控工作转台(6)；G.根据实际加工要求在数控系统(5)中设定加工参数，所述加工参数包括插齿刀 齿数、面齿轮齿数、加工过程周向进给量；然后调整面齿轮插齿刀(3)冲程，完成面齿轮的 数控插齿加工。本专利技术与现有技术相比的有益效果是(1)目前，国内针对面齿轮插齿加工的研究主要集中的插齿加工仿真阶段和初步 的面齿轮插齿加工，其中南京航空航天大学在改变现有的插齿机床Y54的传动链基础上， 完成了面齿轮的粗加工，但由于加工精度低，操作不方便，对面齿轮精度要求较高的场合， 不能高效精密的加工出合格的面齿轮；本专利技术利用数控技术，方便控制面齿轮加工过程中 各个运动，与传统插齿机床比较，节省了加工时间，提高了加工效率和加工精度。(2)本专利技术能够在不改变现有数控插齿机的传动链基础上，通过添加数控工作转 台和配套的组建即可完成面齿轮的数控插齿加工，把该套装置去掉即可实现普通插齿机功 能，因此结构简单，操作方便，对原来数控插齿机床无任何损害。附图说明图1为本专利技术加工装置的结构示意图；图2为本专利技术的过渡传动装置结构装配图；图3为本专利技术的数控立式工作台与插齿机回转工作台连接图；图4为本专利技术的加工方法实现流程图。具体实施例方式本专利技术以正交面齿轮数控插齿加工为例。本专利技术的整体思想如图1所示。所述面齿轮加工装置的整体结构是在现有的数控工作转台6上，添加过渡传动装置7 (用来连接数控工作转台6与数控插齿机回转工作转 台4所用电机8)将电机8与数控工作转台6连接起来，将数控系统5与电机8连接起来，通 过数控系统5控制电机的运转和插齿机的各项运动来实现面齿轮插齿加工所需的运动。加 工过程中通过面齿轮插齿刀3的上下往复运动实现了加工面齿轮的主切削运动；面齿轮插 齿刀3和面齿轮工件9绕自身的轴线旋转实现了面齿轮加工的圆周进给运动；插齿刀3前 后的微小摆动实现了面齿轮加工的让刀运动；通过面齿轮插齿刀3与面齿轮工件9的联动 实现了面齿轮加工的分齿运动；通过床身2在床底座1上的前后移动实现了面齿轮插齿加 工的轴向进给运动。上述5个运动都是由数控系统5发送指令给各个运动机构来实现的。如图2所示，过渡传动机构7包括连接螺栓10、连接法兰11、连轴器12、螺栓13、 轴14、齿轮15、挡板16、弹簧垫圈17和固定螺栓18和平键19。通过四个连接螺栓10把连 接法兰11固定在电机8的法兰上，电机8的轴通过连轴器12与轴14连接；联轴器12可以 根据实际需要调整电机8的轴与轴14的安装距，并可以调整轴14相对于连接法兰11的轴 向安装位置；通过连轴器12把动力由电机传递给轴14，轴14通过平键19与齿轮15连接， 齿轮15 —端通过轴14的轴肩定位，另一端用固定螺栓18通过弹簧垫圈17和挡板16把齿 轮15在轴14上轴向固定，弹簧垫圈17起到防止固定螺栓18松动的作用，连接法兰11通 过四个螺栓13与数控工作转台6连接，动力通过齿轮15传递给数控工作转台6，由此带动 数控工作转台6的连续转动。过渡转动机构7中，通过4个连接螺栓10把连接法兰11固定在电机8的法兰上， 电机8的轴通过连轴器12与轴14连接起来；联轴器12可以根据实际需要调整电机8的轴 与轴14的安装距，并可以调整轴1本文档来自技高网...
【技术保护点】
面齿轮数控加工装置，其特征在于包括：数控插齿机、数控工作转台（６）、过渡传动机构（７）及面齿轮工件（９），所述数控插齿机包括床底座（１）、床身（２）、面齿轮插齿刀（３）、数控插齿机回转工作转台（４）、数控系统（５）和电机（８）；床身（２）连接在床底座（１）上，面齿轮插齿刀（３）与床身（２）相连接，数控插齿机回转工作台（４）与底座（１）相连接，数控工作转台（６）固定在插齿机回转工作台（４）上，电机（８）通过过渡传动机构（７）与数控工作转台（６）相连接，面齿轮工件（９）固定在数控工作转台（６）上，数控系统（５）分别与床底座（１）和电机（８）相连；工作时，床身（２）在床底座（１）上移动实现面齿轮插齿加工的进给运动，面齿轮插齿刀（３）与面齿轮工件（９）围绕自身的轴线旋转，实现面齿轮加工的展成运动，面齿轮插齿刀（３）的摆动实现面齿轮插齿加工的让刀运动，插齿刀（３）的上下往复运动实现面齿轮插齿加工的主切削运动；所述过渡传动机构（７）包括连接螺栓（１０）、连接法兰（１１）、连轴器（１２）、螺栓（１３）、轴（１４）、齿轮（１５）、挡板（１６）、弹簧垫圈（１７）和固定螺栓（１８）和平键（１９）；通过四个连接螺栓（１０）把连接法兰（１１）固定在电机（８）的法兰上，电机（８）的轴通过连轴器（１２）与轴（１４）连接；联轴器（１２）可以根据实际需要调整电机（８）的轴与轴（１４）的安装距，并可以调整轴（１４）相对于连接法兰（１１）的轴向安装位置；通过连轴器（１２）把动力由电机传递给轴（１４），轴（１４）通过平键（１９）与齿轮（１５）连接，齿轮（１５）一端通过轴（１４）的轴肩定位，另一端用固定螺栓（１８）通过弹簧垫圈（１７）和挡板（１６）把齿轮（１５）在轴（１４）上轴向固定，弹簧垫圈（１７）起到防止固定螺栓（１８）松动的作用，连接法兰（１１）通过四个螺栓（１３）与数控工作转台（６）连接，动力通过齿轮（１５）传递给数控工作转台（６），由此带动数控工作转台（６）的连续转动。...
【技术特征摘要】
面齿轮数控加工装置，其特征在于包括数控插齿机、数控工作转台(6)、过渡传动机构(7)及面齿轮工件(9)，所述数控插齿机包括床底座(1)、床身(2)、面齿轮插齿刀(3)、数控插齿机回转工作转台(4)、数控系统(5)和电机(8)；床身(2)连接在床底座(1)上，面齿轮插齿刀(3)与床身(2)相连接，数控插齿机回转工作台(4)与底座(1)相连接，数控工作转台(6)固定在插齿机回转工作台(4)上，电机(8)通过过渡传动机构(7)与数控工作转台(6)相连接，面齿轮工件(9)固定在数控工作转台(6)上，数控系统(5)分别与床底座(1)和电机(8)相连；工作时，床身(2)在床底座(1)上移动实现面齿轮插齿加工的进给运动，面齿轮插齿刀(3)与面齿轮工件(9)围绕自身的轴线旋转，实现面齿轮加工的展成运动，面齿轮插齿刀(3)的摆动实现面齿轮插齿加工的让刀运动，插齿刀(3)的上下往复运动实现面齿轮插齿加工的主切削运动；所述过渡传动机构(7)包括连接螺栓(10)、连接法兰(11)、连轴器(12)、螺栓(13)、轴(14)、齿轮(15)、挡板(16)、弹簧垫圈(17)和固定螺栓(18)和平键(19)；通过四个连接螺栓(10)把连接法兰(11)固定在电机(8)的法兰上，电机(8)的轴通过连轴器(12)与轴(14)连接；联轴器(12)可以根据实际需要调整电机(8)的轴与轴(14)的安装距，并可以调整轴(14)相对于连接法兰(11)的轴向安装位置；通过连轴器(12)把动力由电机传递给轴(14)，轴(14)通过平键(19)与齿轮(15)连接，齿轮(15)一端通过轴(14)的轴肩定位，另一端用固定螺栓(18)通过弹簧垫圈(...
【专利技术属性】
技术研发人员：王延忠，吴灿辉，龚康，张俐，候良威，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[]
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