包络蜗杆蜗轮副的高效益加工方法及其使用的刀具、设备以及多次包络蜗轮副技术

本发明专利技术的多切削层面切削加工包络蜗杆的方法，操作简便，省力省时，加工效率高。此加工方法使用的多切削层切刀形式多样，能采用各种高效刀具材料，结构简单，制造和刃磨方便，成本低。它使用的加工设备结构简单，易于制造。采用这种方法，能在一次走刀中完成粗精加工，能进行淬后精加工，省去繁锁的精磨工序，能进行三次或多次包络加工，进一步提高蜗轮副的传动性能。本发明专利技术的斜槽滚刀易于制造，易于刃磨。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术的方法属于对包络蜗杆蜗轮副的加工方法的改进。包络蜗杆传动的蜗杆是由平面或曲面作母面按照包络法形成的蜗杆，它具有圆柱蜗杆，圆弧面蜗杆和锥蜗杆三种主要形式。为了提高包络蜗杆传动的精度和性能，需要对这种蜗杆施行完全符合其形成原理的精确磨削。参阅重庆大学机械系蜗杆传动科研组1975年编的《机械工程手册》包络蜗杆传动部分(初稿)第1至第7页以及沈蕴方、容尔谦、李寓年、冯德坤编著的《空间啮合原理及SG-71型蜗轮副》第61页、78页、129至132页。事实上，在实际加工包络蜗杆的过程中，确实都使用着淬火后精确磨削的工艺方法，这种精确磨削做起来既费力又费工，并且有一定的危险性，还要制造一系列的专用设备。参阅首钢机械厂、重庆大学、北京钢铁学院、乐山冶金轧辊厂、西安冶金机械厂编写的《首钢一71型蜗轮副》的第38页。曾经有人用一把普通的斜齿轮剃刀在滚齿机上剃削出一个用石膏制作的包络蜗杆模型来，虽然他们没有用这种方法制作实用的蜗杆，而且主张使用精磨的方法制造包络蜗杆。实际上根据形成原理，刀具只需要从母面的内侧来表达“形成齿”的整个齿廓面，一旦刀具的形状与形成齿轮的形状完全一致如剃齿刀，就能展成车削出精确的包络蜗杆来。参阅《新型球面蜗杆传动》蓝图本第3、4页。实际生产中，磨前的蜗杆加工，多用切刀盘加工，工作时，蜗杆毛坯绕轴线以角速度ω1转动，刀盘也绕其中心以角速度ω2转动，并使ω1与ω2保持一定的速比关系，这样来切出弧面蜗杆。这种方法工效不高，特别是在加工角修正可展齿面弧面蜗杆时，由于工件轴与刀盘端面间存在相当大的角度，因此除了径向进刀外，还需要大幅度地在刀盘轴向方向上垂直进给走刀，这种走刀是断续的一层层的进刀，而进给量又不能太小，因此是不精确的，给磨加工留下了很大的余量。首钢-71型蜗轮副的蜗杆的磨前加工也是这样，仅仅车出了一根直线齿弧面蜗杆，而通过磨加工来完成最后的精确成型。指型铣刀，端面铣刀加工也有这样的问题，磨加工本身效率不太高，加上加工余量大，这就使包络蜗杆生产率难以提高，生产成本难以降低。参阅袁哲俊、刘华明、唐宜胜合编的《齿轮刀具设计》第59页至第67页。另外由目前的加工方法加工的弧面蜗杆蜗轮副洼坑展成区的贴合比率，还有待用电解跑合等方法来进行提高，从而进一步提高它们的传动指标。参阅《齿轮》杂志第8券第5期上王恩泽的文章《关于球面蜗杆副洼坑展成区的理论和实践》第40页，王恩泽在同一篇文章还指出加工这种蜗杆时必须在刀具上下功夫，解决滚刀设计制造和刃磨的关键，并推荐用蜗轮剃齿刀来取代滚刀。专利技术的任务采用容易制造的高效刀具，改进现有的包络蜗杆蜗轮副的生产工艺方法，在保证足够精度或提高精度的前提下，降低包络蜗杆蜗轮副的造价。专利技术的方法改进现有多刀盘展成车削包络蜗杆的方法，采用形成蜗杆的螺旋齿面的母面上排列有多条切削刃线或磨粒点阵的“多切削层切刀盘”对蜗杆进行多切削层面的切削包括车齿切削，剃齿切削，珩齿切削方式。采用斜槽滚刀对蜗轮进行滚削。采用磨削，金钢石或超硬质合金切削包括磨削，电火花或电解加工等方法对多切削层切刀盘的切削刃阵列面进行修形，把切削刃阵列面修正成二次包络的齿面状并用这种多切削层切刀盘对蜗杆精坯进行最终的展成车齿切削，包括精车剃齿和精车珩齿。称这种加工为对蜗杆的三次包络加工。根据这种方法，可以对蜗轮或蜗杆进行包络次数大于三次的多次包络加工。其特征是将加工n次包络齿面的多切削层刀具(包括多切削层刀盘，蜗轮滚齿刀或蜗轮剃齿刀)的刃口阵列面加工成n-1次包络齿面的形状，对被加工件进行展成车齿切削或滚(剃)齿切削。对包络蜗杆进行多切削层面切削方法加工蜗杆螺旋面的多切削层切刀盘的切刀，可采用单槽配置或精确分度的多槽配置。参阅上述《齿轮刀具设计》下册第63页至67页的多刀盘的结构形式。多刀盘实际上是一把齿形不完全的展成车齿刀。多切削层切刀盘则相当于多把展成车齿刀(全齿形或缺齿形直至单齿侧形状)叠加而成的组合展成车齿刀。这种刀盘中的切刀可以采用多种形式每一个切削槽中切刀可为一单片单刃切刀，可为一单片多刃切刀，也可为几片前两种切刀片的叠合;每个切刀槽中切刀刀刃的形状可为完全或不完全的单齿形状，可为完全或不完全的多齿形状，也可为完全或不完全的齿轮形状，这时切刀刀盘为整体结构形状。每个刀槽中的切刀的上下刀刃的形状可以相同，也可以不相同。刀刃上下形状不同的，可使其成一定规律排布，象拉刀一样，各刃口线互相平行，与基面可以平行也可不平行。象拉刀一样，各个刀刃可以区分为粗切刃，半精切刃，精切刃，过渡刃，精光刃等，由于初始切削量较大，会产生切屑粗长，难以排除的困难，这时可以在粗切刃上方(前头)设置开槽刀刃，开槽刀可采用单独的刀片，可安装在专用的刀槽，数量可以少一些，开槽刀可采用割刀的形状。可用开断屑槽(根据功能)和加冷却液的方法加强切屑的排除。拉刀的同廓拉削，渐成拉削，交变拉削的原理和结构方式都可运用到这种切刀或切刀盘上。多切削层切刀片可采用高速钢或焊接式、夹固式、粘结式、整体式的硬质合金、涂层刀具材料、陶瓷刀具，具有金刚石等超硬材料表面的刀具材料。切刀的刀刃也可做成精车剃齿刀的形状对包络蜗杆进行磨前或磨后的精加工。磨后加工用的剃齿刀应用硬质合金材料或涂层刀具，陶瓷刀具、具有金刚石、立方氮化硼等超硬材料表面层的刀具。由于刀刃阵列面的形状简单，是可以用这些刀具材料的。由于这种刀盘可以有许多个切削位置，可以使各刀槽高低位置错落开，从而使实际切削层数扩增为单槽切削层数的许多倍，因而这种剃齿刀，以及前述的车齿刀的刀刃间距做大一点也没有关系，照样可以取得密层剃齿刀的精整效果。切刀也可采用珩齿刀的形式，切刀由砂条，砂快构成，可采用一般磨粒材料，也可采用金刚石，立方氮化硼等超硬材料。多切削层切刀盘的特征在于a)、该刀盘在多个层面高度上具有成形切削刀刃或磨粒散布面;b)、这些切削刀刃口或磨粒散布面全部都排列于蜗杆螺旋面的母面上的适当位置上。特征b)中的母面指的是工具齿轮的齿面所在的面，特征b)所述的母面上包括考虑各个刀刃的加工余量带来的附加量。多切削层切刀盘的各个刀刃的加工余量的留置方式随加工方式的不同而不同，有三种加工方法第一种加工方法是蜗杆毛坯绕轴线以角速度ω1转动，刀盘也绕其中心以角速度ω2转动，在这同时，多切削层刀盘连同其绕之转动的中心一起进行刀盘中心轴线方向的垂直进刀及其向蜗杆毛坯轴线方向的径向进刀。这种方法采用的多切削层切刀盘的特征是其中切刀的各个刃口的侧刃口线全部实在地处于蜗杆蜗旋面的母面上，(允许有一定的加工误差)。加工中依靠垂直进刀控制粗切半精切，精切等不同加工过程;依靠径向进刀来控制各个刀刃的切削深度。第二种加工方法的特征在于蜗杆毛坯，刀盘各以角速度ω1、ω2转动时，多切削层切刀盘连同绕之转动的中心只进行刀盘中心轴线方向的垂直进刀，依靠各刀刃层之间在母面法向方向的刃间距来取得各个刀刃的一定的切削深度。这种方法采用的刀具的特征在于多切削层切刀盘的各个刃口的侧刃部分除了终末的精切刃都不在蜗杆螺旋面的母面上，只有加上了加工余量带来的附加量之后，它们才处于此母面上。各个切刀盘中的刀刃阵列面与母面之间存在着一个角度a，参阅附图2中的装角度a。角度a可以如图2取为定值，也可取为变量如在粗切段取大一些，在精切削段取小一些。这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工包络蜗杆的方法，它使用多切削层切刀盘对包络蜗杆工件进行展成切削，其特征在于：采用形成蜗杆的螺旋齿面的母面上排列有多条切削刃线或磨粒散布面的“多切削层切刀盘”对工件蜗杆进行多切削层面的切削：包括车齿切削，精车剃齿切削，精车珩齿切削。

【技术特征摘要】
1.一种加工包络蜗杆的方法，它使用多切削层切刀盘对包络蜗杆工件进行展成切削，其特征在于采用形成蜗杆的螺旋齿面的母面上排列有多条切削刃线或磨粒散布面的“多切削层切刀盘”对工件蜗杆进行多切削层面的切削包括车齿切削，精车剃齿切削，精车珩齿切削。2.根据权利要求1的加工包络蜗杆的方法，其特征在于多切削层切刀盘在展成车削工件的进程中连同其绕之旋转的中心一齐进行刀盘中心轴线方向的垂直进刀及其向蜗杆毛坯轴线方向的径向进刀，来完成对包络蜗杆的切削过程。3.根据权利要求1的加工包络蜗杆的方法，其特征在于多切削层切刀盘在展成车齿的过程中连同其绕之旋转的中心一齐只进行刀盘中心轴线方向的垂直进刀，来完成对包络蜗杆的切削过程。4.根据权利要求2与3的加工包络蜗杆的方法，其特征在于按照这两种方法切削到一定深度后，停止垂直进刀、径向进刀(若有的话)，向两边切向进刀，切削到规定深度。5.一种加工包络蜗杆的方法，其特征在于a)、对多切削层切刀盘的各切削刃阵列面进行修形，把此阵列面修正成二次包络的蜗轮齿面形状;b)、将这样的多切削层切刀盘与蜗杆工件精确对中，然后对蜗杆精坯进行最终的展成车齿切削。6.根据权利要求5的加工包络蜗杆的方法，其特征在于将多切削层切刀盘的切削刃阵列面修正成n-1次包络的齿面形状，对工件进行n次包络切削加工。7.多切削层切刀盘，与一般切削包络蜗杆的多刀盘相似，具有刀盘体，切刀，夹刀装置，附属零部件，其特征在于a)、在多个层面高度上具有多个成形切削刀刃或磨粒散布面;b)、这些切削刀刃口或磨粒散布面以蜗杆螺旋面的母面作为排列基准面。8.多切削层切刀，使用在多切削层切刀盘中，其特征在于a)、在多个层面高度上具有成形切削刀刃或磨粒散布面;b)、这些切削刃口或磨粒散布面的表面层阵列面的形状，与包络蜗杆的螺旋面的母面的形状相同;c)、具有能在多切削层切刀盘的切刀槽中被正确而可靠地夹固的基准面和被夹固面。9.根据权利要求7的多切削层切刀盘，用于权利要求3的加工方法，其特征在于a)、它的各刀槽中安置的精切切削刃及修光刃均处在工具齿轮的理论齿面上;b)、其刀刃阵列面与理论齿面之间夹有切削...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗进南，
申请(专利权)人：罗进南，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]