本發(fā)明專利技術(shù)涉及機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法。包括建立產(chǎn)形插齒刀具與蝸桿砂輪關(guān)聯(lián)的齒面方程，并計(jì)算蝸桿砂輪齒面上任意車削點(diǎn)的坐標(biāo)，測量獲取車削刀具的刃口幾何參數(shù)，并根據(jù)計(jì)算出的車削點(diǎn)坐標(biāo)和測量獲取的刃口幾何參數(shù)確定車削刀具的車削路徑，根據(jù)確定的車削路徑控制數(shù)控車削機(jī)床上預(yù)安裝的車削刀具對預(yù)安裝的砂輪毛坯進(jìn)行車削開槽。本發(fā)明專利技術(shù)通過對車削點(diǎn)的精確控制實(shí)現(xiàn)砂輪齒面的高精度加工，無需使用齒輪磨齒機(jī)床，且面齒輪磨齒精度更高，并利用砂輪車削工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金剛滾輪修整，極大提高了面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽效率。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及機(jī)械加工，特別是一種面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法。
技術(shù)介紹
1、面齒輪傳動技術(shù)是一種新型的角度傳動型式，是由圓柱齒輪和面齒輪構(gòu)成的傳動副，具有傳動比大、結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)，以及對圓柱齒輪軸向安裝誤差不敏感等獨(dú)特優(yōu)勢。然而面齒輪的齒面不同于傳統(tǒng)的錐齒輪和圓柱齒輪，其齒面為高階復(fù)雜曲面，加工難度較大，難以采用簡單的成型法進(jìn)行加工，因此面齒輪齒面的精密制造工藝一直是目前的一大難題。
2、隨著面齒輪技術(shù)的研究深入，逐漸解決了面齒輪的精密磨削制造。其中最先進(jìn)的便是蝸桿砂輪磨削齒面加工技術(shù)。而采用蝸桿砂輪磨削加工的面齒輪，其齒面精度高、精度一致性好、齒距精度高、表面質(zhì)量好。因此，蝸桿砂輪磨削加工逐漸成為目前面齒輪精密制造的優(yōu)選方法。
3、然而面齒輪磨齒用的蝸桿砂輪不同于圓柱齒輪磨齒蝸桿砂輪，前者磨齒用的蝸桿砂輪外形為特殊的橢球形砂輪，而后者的蝸桿砂輪外形為標(biāo)準(zhǔn)的圓柱體。因此，面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的制造又成為了一大難題。由于蝸桿砂輪齒面的特殊性，目前最常用的辦法就是直接在磨齒機(jī)床上利用金剛滾輪進(jìn)行逐點(diǎn)修整加工得到砂輪，在該工藝中，需要將砂輪毛坯安裝于機(jī)床上，砂輪毛坯一般為一個(gè)圓餅，然后用金剛滾輪小吃刀量進(jìn)行修整得到。但是該工藝中，由于砂輪毛坯的余量極大，一般約為齒輪模數(shù)大小的3-4倍，且金剛滾輪的單次修整量較小，最大約為0.05mm。因此，蝸桿砂輪開槽時(shí)間極長，最快也需要四到五天。極大增加了面齒輪的加工成本，且降低了加工效率，不利于面齒輪的批量加工。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路</p>1、本專利技術(shù)實(shí)施例要解決的技術(shù)問題在于，提供一種面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中面齒輪磨齒用的蝸桿砂輪開槽效率低的問題。
2、本專利技術(shù)公開了一種面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，包括：
3、建立產(chǎn)形插齒刀具與蝸桿砂輪關(guān)聯(lián)的齒面方程，并計(jì)算蝸桿砂輪齒面上任意車削點(diǎn)的坐標(biāo)，產(chǎn)形插齒刀具與蝸桿砂輪關(guān)聯(lián)的齒面方程為：
4、
5、式中，表示產(chǎn)形插齒刀具到蝸桿砂輪坐標(biāo)變換的齒面方程，表示從圓柱齒輪坐標(biāo)系到砂輪坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，表示產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程，表示產(chǎn)形插齒刀具和蝸桿砂輪之間的嚙合方程，表示產(chǎn)形插齒刀具的齒面法向量，表示蝸桿砂輪和產(chǎn)形插齒刀具的相對速度，表示齒條的齒廓參數(shù)，表示齒向參數(shù)，表示產(chǎn)形插齒刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動參數(shù)；
6、測量獲取車削刀具的刃口幾何參數(shù)，并根據(jù)計(jì)算出的車削點(diǎn)坐標(biāo)和測量獲取的刃口幾何參數(shù)確定車削刀具的車削路徑；
7、根據(jù)確定的車削路徑控制數(shù)控車削機(jī)床上預(yù)安裝的車削刀具對預(yù)安裝的砂輪毛坯進(jìn)行車削開槽。
8、可選地，所述建立產(chǎn)形插齒刀具與蝸桿砂輪關(guān)聯(lián)的齒面方程的方法包括：
9、配置齒條參數(shù)，并定義齒條齒面上任意一點(diǎn)齒廓和對應(yīng)的法向量；
10、建立齒條坐標(biāo)系，并根據(jù)定義的齒廓和對應(yīng)的法向量建立齒條的齒面方程；
11、建立圓柱齒輪坐標(biāo)系，基于坐標(biāo)變換將齒條的齒面方程變換為產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程；
12、建立砂輪坐標(biāo)系，基于坐標(biāo)變換將產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程變換為面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的齒面方程。
13、可選地，所述根據(jù)定義的齒廓和對應(yīng)的法向量建立齒條的齒面方程的方法包括：
14、獲取齒條的齒廓參數(shù)，根據(jù)齒廓參數(shù)定義齒條齒面上任意一點(diǎn)齒廓和對應(yīng)的法向量，定義的齒廓和對應(yīng)法向量的表達(dá)式為：
15、
16、式中，表示齒條齒面上點(diǎn)的齒廓，表示齒廓對應(yīng)的法向量；
17、獲取齒條的齒向參數(shù)，將定義的齒廓和對應(yīng)法向量轉(zhuǎn)換到建立的齒條坐標(biāo)系中，得到齒條的齒面方程，齒條的齒面方程表達(dá)式為：
18、
19、式中，表示齒條的齒面方程，表示齒條的法向量，表示從中間坐標(biāo)系到齒條坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，表示從齒條刀具坐標(biāo)系到中間坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，表示矩陣的三階順序主子式，表示矩陣的三階順序主子式。
20、可選地，所述將定義的齒廓和對應(yīng)的法向量轉(zhuǎn)換到建立的齒條坐標(biāo)系的方法包括：
21、根據(jù)配置的齒條，在齒條上建立齒條刀具坐標(biāo)系，以及輔助坐標(biāo)變換的中間坐標(biāo)系；
22、獲取齒條的法向壓力角，以及中間坐標(biāo)系原點(diǎn)到齒條刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，建立從齒條刀具坐標(biāo)系到中間坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，坐標(biāo)變換矩陣的表達(dá)式為：
23、
24、獲取齒條的平面螺旋角，根據(jù)建立的坐標(biāo)變換矩陣，建立從中間坐標(biāo)系到齒條坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，坐標(biāo)變換矩陣的表達(dá)式為：
25、
26、式中，表示齒條平面螺旋角，表示齒條法向壓力角，表示中間坐標(biāo)系原點(diǎn)到齒條刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離。
27、可選地，還包括獲取中間坐標(biāo)系原點(diǎn)到齒條刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離的方法：
28、獲取齒條的法向壓力角和產(chǎn)形刀具的法向模數(shù)，根據(jù)獲取的法向壓力角和法向模數(shù)計(jì)算得到坐標(biāo)系原點(diǎn)到坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離，計(jì)算公式為：
29、
30、式中，為齒條刀具的法向模數(shù)。
31、可選地，所述將齒條的齒面方程變換為產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程的方法包括：
32、獲取圓柱齒輪的轉(zhuǎn)角參數(shù)，將齒條的齒面方程轉(zhuǎn)換到建立的圓柱齒輪坐標(biāo)系中，得到產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程，產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程為：
33、
34、式中，表示產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程，表示產(chǎn)形插齒刀具的法向量，為圓柱齒輪的轉(zhuǎn)角參數(shù)，表示從齒條坐標(biāo)系到圓柱齒輪坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，表示矩陣的三階順序主子式。
35、可選地，所述將齒條的齒面方程轉(zhuǎn)換到建立的圓柱齒輪坐標(biāo)系的方法包括：
36、獲取圓柱齒輪的節(jié)圓半徑和齒條在展成過程中的平移距離，齒條在展成過程中平移距離的計(jì)算公式為：
37、
38、
39、根據(jù)獲取的節(jié)圓半徑和平移距離，建立從齒條坐標(biāo)系到圓柱齒輪坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換矩陣，坐標(biāo)變換矩陣的表達(dá)式為：
40、
41、式中，表示齒條在展成過程中的平移距離，表示圓柱齒輪的轉(zhuǎn)角參數(shù)，表示齒條平面螺旋角，表示齒條法向壓力角，表示圓柱齒輪的節(jié)圓半徑。
42、可選地，還包括將產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程轉(zhuǎn)換到建立的砂輪坐標(biāo)系中的方法：
43、預(yù)設(shè)蝸桿砂輪的頭數(shù)和產(chǎn)形插齒刀具的齒數(shù)，獲取蝸桿砂輪與產(chǎn)形插齒刀具之間的軸線夾角，軸線夾角的計(jì)算公式為：
44、
45、
46、式中，表示蝸桿砂輪與產(chǎn)形插齒刀具軸線之間的夾角，表示蝸桿砂輪頭數(shù)，表示產(chǎn)形插齒刀具的齒數(shù)，表示齒條平面的螺旋角，表示產(chǎn)形插齒刀具左旋的螺旋角，表示產(chǎn)形插齒刀具右旋的螺旋角，表示蝸桿砂輪左旋蝸桿的螺旋升角，表示蝸桿砂輪右旋蝸桿的螺旋升角；
47、獲取蝸桿砂輪軸線到產(chǎn)形插齒刀具軸線的軸線距離，軸線距離的計(jì)算公式為：
48、
49、式中，表示蝸桿砂輪軸線到產(chǎn)形插齒刀具軸線的距離，表示蝸桿砂輪本文檔來自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述開槽方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述建立產(chǎn)形插齒刀具與蝸桿砂輪關(guān)聯(lián)的齒面方程的方法包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述根據(jù)定義的齒廓和對應(yīng)的法向量建立齒條的齒面方程的方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述將定義的齒廓和對應(yīng)的法向量轉(zhuǎn)換到建立的齒條坐標(biāo)系的方法包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，還包括獲取中間坐標(biāo)系原點(diǎn)到齒條刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離的方法：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述將齒條的齒面方程變換為產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程的方法包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述將齒條的齒面方程轉(zhuǎn)換到建立的圓柱齒輪坐標(biāo)系的方法包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，還包括將產(chǎn)形插齒刀具的齒面方程轉(zhuǎn)換到建立的砂輪坐標(biāo)系中的方法：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，還包括蝸桿砂輪和產(chǎn)形插齒刀具相對速度的獲取方法：
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述控制數(shù)控車削機(jī)床上預(yù)安裝的車削刀具對預(yù)安裝的砂輪毛坯進(jìn)行車削開槽的方法包括：
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述開槽方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述建立產(chǎn)形插齒刀具與蝸桿砂輪關(guān)聯(lián)的齒面方程的方法包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述根據(jù)定義的齒廓和對應(yīng)的法向量建立齒條的齒面方程的方法包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，所述將定義的齒廓和對應(yīng)的法向量轉(zhuǎn)換到建立的齒條坐標(biāo)系的方法包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面齒輪磨齒用蝸桿砂輪的開槽方法，其特征在于，還包括獲取中間坐標(biāo)系原點(diǎn)到齒條刀具坐標(biāo)系原點(diǎn)的距離的方法：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的面齒輪磨齒...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙寧，杜敏波，
申請(專利權(quán))人：西安鐳射傳動科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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