环面蜗杆螺旋面的粗加工方法技术

本发明专利技术公开了一种适合于多种环面蜗杆螺旋面的粗加工方法，属于环面蜗杆加工方法。技术方案包括环面蜗杆１、车刀２、车刀标线３、垂直交错的蜗杆轴线４和车刀回转轴线５及其公垂线６，垂足分别为Ｏ和Ｏ′，通过点Ｏ′的车刀标线３和回转半径为Ｒｄ的左、右刀尖点Ｎ、Ｍ在由蜗杆轴线４和公垂线６决定的平面内，根据环面蜗杆成形原理，得到环面蜗杆１同一螺旋槽对应中心距ＯＯ′时半径为Ｒｄ的环面和不同轴截面处左、右螺旋面上一系列对应点，用刀尖点Ｎ、Ｍ之间的刀尖车削出环面蜗杆１在啮入端和啮出端之间同一螺旋槽在当前环面上的部分，随着中心距ＯＯ′不断减小，车削出同一螺旋槽的全部。解决了环面蜗杆磨削余量均化的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及环面蜗杆螺旋面的一种粗加工方法，属于环面蜗杆的加工方法。
技术介绍
直廓环面蜗杆螺旋面是采用车刀直线刀刃车削而成，车削效率高，其他包络环面 蜗杆如平面、单锥面、双锥面等包络环面蜗杆的螺旋面都是采用相应形状的砂轮磨削而成， 磨削效率相对较低，所以，各种包络环面蜗杆的螺旋面的粗加工方法通常分两步第一步按 直廓环面蜗杆螺旋面的车削方法开出蜗杆螺旋槽，第二步用相应形状的砂轮磨削出各种环 面蜗杆螺旋面。但是，由于其它环面蜗杆螺旋面与直廓环面蜗杆螺旋面是不一样的，导致在 螺旋面磨削时各处磨削余量不一致。 为了使各种环面蜗杆螺旋面磨削时各处余量一致，周良墉在其专著《环面蜗杆修 形原理及制造技术》的第10章平面包络环面蜗杆磨削余量的均化中，针对平面包络环面 蜗杆，归纳了两种磨削余量均化的方法即包络法和修型法。包络法的原理与平面包络蜗杆 一样，磨削余量均匀，但缺点是需要制作专门的平面铣刀和专用的铣削头，对机床的刚度要 求高，而且需要先粗加工出螺旋槽，该方法未得到广泛应用。修型法有传统的对称修型法、 周良墉开发的分段均化法和综合修型均化法，采用车削或铣削的方法，修形原理是通过改 变中心距、传动比以及主基圆等参数，使粗加工的蜗杆修形曲线与平面包络环面蜗杆的修 形曲线接近但不能一致，因此均化效果不如包络法。 时礼平、吴玉国、李晓宾在2008年第11期的《组合机床与自动化加工技术》中的 平面二次包络环面蜗杆副的数控加工一文中阐述在数控磨床上用球头刀精确磨削平面 包络环面蜗杆螺旋面，计算出球头刀的球心坐标(x，y，z)，但仍然需要按直廓环面蜗杆开螺 旋槽或用平面铣刀铣削螺旋面。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种适用于各种，使得精加 工时蜗杆在各处的余量均匀。 为了达到本专利技术的目的所采取的技术方案包括环面蜗杆1、车刀2、车刀标线3、蜗 杆轴线4和与其垂直交错的车刀回转轴线5以及两轴线的公垂线6，蜗杆轴线4和车刀回转 轴线5与公垂线6分别交于点0和0'，中心距00'是可控制变化的，车刀2上通过点0'的 车刀标线3和左、右刀尖点N、M在由蜗杆轴线4和公垂线6决定的平面内，刀尖点N、M关于 车刀回转轴线5的回转半径为Rd，根据平面、单锥面、双锥面、渐开面包络环面蜗杆以及双自 由度直线环面蜗杆的成形原理，得到环面蜗杆l同一螺旋槽对应一个中心距OO'时半径为 Rd的环面和不同轴截面处的左、右螺旋面上一系列对应点Lp &的位置坐标(xu， yu， zu)、 (XM，yM，z^)，其中轴截面序号i = 1、2、3、…，将此系列对应点分别转到由蜗杆轴线4和公 垂线6决定的平面内，计算车刀2上左、右刀尖点N、M分别与此系列对应点重合时的环面蜗 杆l和车刀标线3的一系列对应回转位置角(p，伊d)分别为(^N,'， PdN,O、(伊m,， pdM/)，在(PW， ^dN》和(^M ^JM》之间将环面蜗杆1和车刀标线3的回转位置角分步进给，车刀2上刀尖点N、M之间的刀尖逐步车削出环面蜗杆1在啮入端和啮出端之间同一螺旋槽在 当前中心距00'时半径为Rd的环面上的部分，随着中心距OO'不断减小，车削出同一螺旋 槽的全部，分齿后，重复上述过程得到其它螺旋槽(如图1)。 本专利技术提出了环面蜗杆螺旋面的一种粗加工方法中，解决了环面蜗杆磨削余量的 均化问题，为环面蜗杆的粗加工提供了一种新的加工方法。附图说明 图1为示意图。 图2为在具有C轴、B轴和X轴的三轴联动数控机床上的环面蜗杆螺旋面的粗加 工方法示意图。具体实施例方式下面根据附图对本专利技术的实施例进行描述。以不修形的平面包络环面蜗杆副为 例，相关参数为中心距a = 250mm、右旋蜗杆头数^ = 1、蜗轮齿数& = 40、蜗杆分度圆直 径& = 82mm、蜗轮分度圆直径d2 = 418mm、蜗轮端面模数mt = 10. 45mm、蜗杆齿根圆直径 dfl = 63. 20mm、蜗杆齿顶圆直径dal = 96. 64mm、蜗杆齿根圆弧半径Rfl = 218. 40mm、蜗杆齿 顶圆弧半径Ral = 201. 68mm、主基圆直径db = 158mm、蜗杆工作长度Lw = 130mm。 图2中的数控机床具有三轴联动的C轴、X轴和B轴，以及固定的Z轴，C轴和B轴 的公垂线为固定的公垂线6，公垂线6和C轴和B轴的交点分别为0和0' ， C轴和B轴的中 心距|00' |由+X度量。将环面蜗杆1安装在C轴上，蜗杆轴线4与Z轴重合，并且环面蜗 杆1的喉部中间平面经过X轴；将车刀2安装在B轴上，车刀回转轴线5与Y轴重合，车刀 2上的车刀标线3通过B轴上点0'，并且车刀2上的车刀标线3和关于车刀标线3对称的 左、右刀尖点N、M在由Z轴和X轴决定的平面XOZ内，刀尖点N、M关于B轴的回转半径为Rd =Rfl = 218. 4mm。取直线刀尖NM且宽度| NM | = 4mm(小于环面蜗杆1的全部齿根槽宽)， 刀尖半角为9 = 0.5247° 。 根据平面包络环面蜗杆的成形原理，得到环面蜗杆1沿螺旋槽对应的X = 268mm 时半径为218. 4mm的环面和轴截面按步长0. 05 °从啮入端到啮出端的左、右螺旋面上 一系列对应点Li、 &的位置坐标(xu， yu， zu)、 (xKi， yKi， ^)，其中轴截面序号i = 1、2、 3、…，将此系列对应点分别转到平面XOZ内，计算车刀2上左、右刀尖点N、 M分别与此 系列对应点重合时的环面蜗杆1和车刀标线3的一系列对应回转位置角(p， ^d)分别为 (PNZ， PdN,)， (PM,.， PdM!)，其中^N严^Mz。 根据刀尖半角e 、在每个轴截面上车刀标线3在左、右螺旋面上的回转位置 角差值OdMzldW)的最大值^dmax和车刀每次进给时直线刀尖顺有20%的重叠，车 削螺旋槽时车刀2的进给次数按W^Odmax/(1.60取整，每个轴截面上车刀2的进给量 伊舰-OdM厂^dW)/，分n次进给，编制数控程序，车刀2的刀尖逐步车削出环面蜗杆1在啮 入端和啮出端之间螺旋槽在该X值时半径为Rd的环面上的部分。 按步长O. 2mm，X从268mm到250mm变化，重复上述过程，车削出环面蜗杆1的螺旋槽的全部。本文档来自技高网...

【技术保护点】
环面蜗杆螺旋面的粗加工方法，其特征在于，包括环面蜗杆（１）、车刀（２）、车刀标线（３）、蜗杆轴线（４）和与其垂直交错的车刀回转轴线（５）以及两轴线的公垂线（６），蜗杆轴线（４）和车刀回转轴线（５）与公垂线（６）分别交于点Ｏ和Ｏ′，中心距ＯＯ′是可控制变化的，车刀（２）上通过点Ｏ′的车刀标线（３）和左、右刀尖点Ｎ、Ｍ在由蜗杆轴线（４）和公垂线（６）决定的平面内，刀尖点Ｎ、Ｍ关于车刀回转轴线（５）的回转半径为Ｒ↓［ｄ］，根据平面、单锥面、双锥面、渐开面包络环面蜗杆以及双自由度直线环面蜗杆的成形原理，得到环面蜗杆１同一螺旋槽对应一个中心距ＯＯ′时半径为Ｒ↓［ｄ］的环面和不同轴截面处的左、右螺旋面上一系列对应点Ｌ↓［ｉ］、Ｒ↓［ｉ］的位置坐标（ｘ↓［Ｌｉ］，ｙ↓［Ｌｉ］，ｚ↓［Ｌｉ］）、（ｘ↓［Ｒｉ］，ｙ↓［Ｒｉ］，ｚ↓［Ｒｉ］），其中ｉ为全部轴截面的序号，将此系列对应点分别转到由蜗杆轴线４和公垂线６决定的平面内，计算车刀２上左、右刀尖点Ｎ、Ｍ分别与此系列对应点重合时的环面蜗杆１和车刀标线３的一系列对应回转位置角（φ，φ↓［ｄ］）分别为（φ↓［Ｎｉ］，φ↓［ｄＮｉ］）、（φ↓［Ｍｉ］，φ↓［ｄＭｉ］），在（φ↓［Ｎｉ］，φ↓［ｄＮｉ］）和（φ↓［Ｍｉ］，φ↓［ｄＭｉ］）之间将环面蜗杆１和车刀标线３的回转位置角分步进给，车刀２上刀尖点Ｎ、Ｍ之间的刀尖逐步车削出环面蜗杆１在啮入端和啮出端之间同一螺旋槽在当前中心距ＯＯ′时半径为Ｒ↓［ｄ］的环面上的部分，随着中心距ＯＯ′不断减小，车削出同一螺旋槽的全部，分齿后，重复上述过程得到其它螺旋槽。...

【技术特征摘要】
环面蜗杆螺旋面的粗加工方法，其特征在于，包括环面蜗杆(1)、车刀(2)、车刀标线(3)、蜗杆轴线(4)和与其垂直交错的车刀回转轴线(5)以及两轴线的公垂线(6)，蜗杆轴线(4)和车刀回转轴线(5)与公垂线(6)分别交于点O和O′，中心距OO′是可控制变化的，车刀(2)上通过点O′的车刀标线(3)和左、右刀尖点N、M在由蜗杆轴线(4)和公垂线(6)决定的平面内，刀尖点N、M关于车刀回转轴线(5)的回转半径为Rd，根据平面、单锥面、双锥面、渐开面包络环面蜗杆以及双自由度直线环面蜗杆的成形原理，得到环面蜗杆1同一螺旋槽对应一个中心距OO′时半径为Rd的环面和不同轴截面处的左、右螺旋面上一系列对应点Li、Ri的位置坐标(xLi，yLi，zLi)、(xRi，yRi，zRi)，其中i为全部轴截面的序号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，董李扬，孙楠，董学朱，魏文军，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]