本發(fā)明專利技術(shù)的多切削層面切削加工包絡(luò)蝸桿的方法，操作簡(jiǎn)便，省力省時(shí)，加工效率高。此加工方法使用的多切削層切刀形式多樣，能采用各種高效刀具材料，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和刃磨方便，成本低。它使用的加工設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。采用這種方法，能在一次走刀中完成粗精加工，能進(jìn)行淬后精加工，省去繁鎖的精磨工序，能進(jìn)行三次或多次包絡(luò)加工，進(jìn)一步提高蝸輪副的傳動(dòng)性能。本發(fā)明專利技術(shù)的斜槽滾刀易于制造，易于刃磨。（*該技術(shù)在2007年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)的方法屬于對(duì)包絡(luò)蝸桿蝸輪副的加工方法的改進(jìn)。包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)的蝸桿是由平面或曲面作母面按照包絡(luò)法形成的蝸桿，它具有圓柱蝸桿，圓弧面蝸桿和錐蝸桿三種主要形式。為了提高包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)的精度和性能，需要對(duì)這種蝸桿施行完全符合其形成原理的精確磨削。參閱重慶大學(xué)機(jī)械系蝸桿傳動(dòng)科研組1975年編的《機(jī)械工程手冊(cè)》包絡(luò)蝸桿傳動(dòng)部分(初稿)第1至第7頁(yè)以及沈蘊(yùn)方、容爾謙、李寓年、馮德坤編著的《空間嚙合原理及SG-71型蝸輪副》第61頁(yè)、78頁(yè)、129至132頁(yè)。事實(shí)上，在實(shí)際加工包絡(luò)蝸桿的過(guò)程中，確實(shí)都使用著淬火后精確磨削的工藝方法，這種精確磨削做起來(lái)既費(fèi)力又費(fèi)工，并且有一定的危險(xiǎn)性，還要制造一系列的專用設(shè)備。參閱首鋼機(jī)械廠、重慶大學(xué)、北京鋼鐵學(xué)院、樂(lè)山冶金軋輥廠、西安冶金機(jī)械廠編寫(xiě)的《首鋼一71型蝸輪副》的第38頁(yè)。曾經(jīng)有人用一把普通的斜齒輪剃刀在滾齒機(jī)上剃削出一個(gè)用石膏制作的包絡(luò)蝸桿模型來(lái)，雖然他們沒(méi)有用這種方法制作實(shí)用的蝸桿，而且主張使用精磨的方法制造包絡(luò)蝸桿。實(shí)際上根據(jù)形成原理，刀具只需要從母面的內(nèi)側(cè)來(lái)表達(dá)“形成齒”的整個(gè)齒廓面，一旦刀具的形狀與形成齒輪的形狀完全一致如剃齒刀，就能展成車(chē)削出精確的包絡(luò)蝸桿來(lái)。參閱《新型球面蝸桿傳動(dòng)》藍(lán)圖本第3、4頁(yè)。實(shí)際生產(chǎn)中，磨前的蝸桿加工，多用切刀盤(pán)加工，工作時(shí)，蝸桿毛坯繞軸線以角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤(pán)也繞其中心以角速度ω2轉(zhuǎn)動(dòng)，并使ω1與ω2保持一定的速比關(guān)系，這樣來(lái)切出弧面蝸桿。這種方法工效不高，特別是在加工角修正可展齒面弧面蝸桿時(shí)，由于工件軸與刀盤(pán)端面間存在相當(dāng)大的角度，因此除了徑向進(jìn)刀外，還需要大幅度地在刀盤(pán)軸向方向上垂直進(jìn)給走刀，這種走刀是斷續(xù)的一層層的進(jìn)刀，而進(jìn)給量又不能太小，因此是不精確的，給磨加工留下了很大的余量。首鋼-71型蝸輪副的蝸桿的磨前加工也是這樣，僅僅車(chē)出了一根直線齒弧面蝸桿，而通過(guò)磨加工來(lái)完成最后的精確成型。指型銑刀，端面銑刀加工也有這樣的問(wèn)題，磨加工本身效率不太高，加上加工余量大，這就使包絡(luò)蝸桿生產(chǎn)率難以提高，生產(chǎn)成本難以降低。參閱袁哲俊、劉華明、唐宜勝合編的《齒輪刀具設(shè)計(jì)》第59頁(yè)至第67頁(yè)。另外由目前的加工方法加工的弧面蝸桿蝸輪副洼坑展成區(qū)的貼合比率，還有待用電解跑合等方法來(lái)進(jìn)行提高，從而進(jìn)一步提高它們的傳動(dòng)指標(biāo)。參閱《齒輪》雜志第8券第5期上王恩澤的文章《關(guān)于球面蝸桿副洼坑展成區(qū)的理論和實(shí)踐》第40頁(yè)，王恩澤在同一篇文章還指出加工這種蝸桿時(shí)必須在刀具上下功夫，解決滾刀設(shè)計(jì)制造和刃磨的關(guān)鍵，并推薦用蝸輪剃齒刀來(lái)取代滾刀。專利技術(shù)的任務(wù)采用容易制造的高效刀具，改進(jìn)現(xiàn)有的包絡(luò)蝸桿蝸輪副的生產(chǎn)工藝方法，在保證足夠精度或提高精度的前提下，降低包絡(luò)蝸桿蝸輪副的造價(jià)。專利技術(shù)的方法改進(jìn)現(xiàn)有多刀盤(pán)展成車(chē)削包絡(luò)蝸桿的方法，采用形成蝸桿的螺旋齒面的母面上排列有多條切削刃線或磨粒點(diǎn)陣的“多切削層切刀盤(pán)”對(duì)蝸桿進(jìn)行多切削層面的切削包括車(chē)齒切削，剃齒切削，珩齒切削方式。采用斜槽滾刀對(duì)蝸輪進(jìn)行滾削。采用磨削，金鋼石或超硬質(zhì)合金切削包括磨削，電火花或電解加工等方法對(duì)多切削層切刀盤(pán)的切削刃陣列面進(jìn)行修形，把切削刃陣列面修正成二次包絡(luò)的齒面狀并用這種多切削層切刀盤(pán)對(duì)蝸桿精坯進(jìn)行最終的展成車(chē)齒切削，包括精車(chē)剃齒和精車(chē)珩齒。稱這種加工為對(duì)蝸桿的三次包絡(luò)加工。根據(jù)這種方法，可以對(duì)蝸輪或蝸桿進(jìn)行包絡(luò)次數(shù)大于三次的多次包絡(luò)加工。其特征是將加工n次包絡(luò)齒面的多切削層刀具(包括多切削層刀盤(pán)，蝸輪滾齒刀或蝸輪剃齒刀)的刃口陣列面加工成n-1次包絡(luò)齒面的形狀，對(duì)被加工件進(jìn)行展成車(chē)齒切削或滾(剃)齒切削。對(duì)包絡(luò)蝸桿進(jìn)行多切削層面切削方法加工蝸桿螺旋面的多切削層切刀盤(pán)的切刀，可采用單槽配置或精確分度的多槽配置。參閱上述《齒輪刀具設(shè)計(jì)》下冊(cè)第63頁(yè)至67頁(yè)的多刀盤(pán)的結(jié)構(gòu)形式。多刀盤(pán)實(shí)際上是一把齒形不完全的展成車(chē)齒刀。多切削層切刀盤(pán)則相當(dāng)于多把展成車(chē)齒刀(全齒形或缺齒形直至單齒側(cè)形狀)疊加而成的組合展成車(chē)齒刀。這種刀盤(pán)中的切刀可以采用多種形式每一個(gè)切削槽中切刀可為一單片單刃切刀，可為一單片多刃切刀，也可為幾片前兩種切刀片的疊合;每個(gè)切刀槽中切刀刀刃的形狀可為完全或不完全的單齒形狀，可為完全或不完全的多齒形狀，也可為完全或不完全的齒輪形狀，這時(shí)切刀刀盤(pán)為整體結(jié)構(gòu)形狀。每個(gè)刀槽中的切刀的上下刀刃的形狀可以相同，也可以不相同。刀刃上下形狀不同的，可使其成一定規(guī)律排布，象拉刀一樣，各刃口線互相平行，與基面可以平行也可不平行。象拉刀一樣，各個(gè)刀刃可以區(qū)分為粗切刃，半精切刃，精切刃，過(guò)渡刃，精光刃等，由于初始切削量較大，會(huì)產(chǎn)生切屑粗長(zhǎng)，難以排除的困難，這時(shí)可以在粗切刃上方(前頭)設(shè)置開(kāi)槽刀刃，開(kāi)槽刀可采用單獨(dú)的刀片，可安裝在專用的刀槽，數(shù)量可以少一些，開(kāi)槽刀可采用割刀的形狀。可用開(kāi)斷屑槽(根據(jù)功能)和加冷卻液的方法加強(qiáng)切屑的排除。拉刀的同廓拉削，漸成拉削，交變拉削的原理和結(jié)構(gòu)方式都可運(yùn)用到這種切刀或切刀盤(pán)上。多切削層切刀片可采用高速鋼或焊接式、夾固式、粘結(jié)式、整體式的硬質(zhì)合金、涂層刀具材料、陶瓷刀具，具有金剛石等超硬材料表面的刀具材料。切刀的刀刃也可做成精車(chē)剃齒刀的形狀對(duì)包絡(luò)蝸桿進(jìn)行磨前或磨后的精加工。磨后加工用的剃齒刀應(yīng)用硬質(zhì)合金材料或涂層刀具，陶瓷刀具、具有金剛石、立方氮化硼等超硬材料表面層的刀具。由于刀刃陣列面的形狀簡(jiǎn)單，是可以用這些刀具材料的。由于這種刀盤(pán)可以有許多個(gè)切削位置，可以使各刀槽高低位置錯(cuò)落開(kāi)，從而使實(shí)際切削層數(shù)擴(kuò)增為單槽切削層數(shù)的許多倍，因而這種剃齒刀，以及前述的車(chē)齒刀的刀刃間距做大一點(diǎn)也沒(méi)有關(guān)系，照樣可以取得密層剃齒刀的精整效果。切刀也可采用珩齒刀的形式，切刀由砂條，砂快構(gòu)成，可采用一般磨粒材料，也可采用金剛石，立方氮化硼等超硬材料。多切削層切刀盤(pán)的特征在于a)、該刀盤(pán)在多個(gè)層面高度上具有成形切削刀刃或磨粒散布面;b)、這些切削刀刃口或磨粒散布面全部都排列于蝸桿螺旋面的母面上的適當(dāng)位置上。特征b)中的母面指的是工具齒輪的齒面所在的面，特征b)所述的母面上包括考慮各個(gè)刀刃的加工余量帶來(lái)的附加量。多切削層切刀盤(pán)的各個(gè)刀刃的加工余量的留置方式隨加工方式的不同而不同，有三種加工方法第一種加工方法是蝸桿毛坯繞軸線以角速度ω1轉(zhuǎn)動(dòng)，刀盤(pán)也繞其中心以角速度ω2轉(zhuǎn)動(dòng)，在這同時(shí)，多切削層刀盤(pán)連同其繞之轉(zhuǎn)動(dòng)的中心一起進(jìn)行刀盤(pán)中心軸線方向的垂直進(jìn)刀及其向蝸桿毛坯軸線方向的徑向進(jìn)刀。這種方法采用的多切削層切刀盤(pán)的特征是其中切刀的各個(gè)刃口的側(cè)刃口線全部實(shí)在地處于蝸桿蝸旋面的母面上，(允許有一定的加工誤差)。加工中依靠垂直進(jìn)刀控制粗切半精切，精切等不同加工過(guò)程;依靠徑向進(jìn)刀來(lái)控制各個(gè)刀刃的切削深度。第二種加工方法的特征在于蝸桿毛坯，刀盤(pán)各以角速度ω1、ω2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，多切削層切刀盤(pán)連同繞之轉(zhuǎn)動(dòng)的中心只進(jìn)行刀盤(pán)中心軸線方向的垂直進(jìn)刀，依靠各刀刃層之間在母面法向方向的刃間距來(lái)取得各個(gè)刀刃的一定的切削深度。這種方法采用的刀具的特征在于多切削層切刀盤(pán)的各個(gè)刃口的側(cè)刃部分除了終末的精切刃都不在蝸桿螺旋面的母面上，只有加上了加工余量帶來(lái)的附加量之后，它們才處于此母面上。各個(gè)切刀盤(pán)中的刀刃陣列面與母面之間存在著一個(gè)角度a，參閱附圖2中的裝角度a。角度a可以如圖2取為定值，也可取為變量如在粗切段取大一些，在精切削段取小一些。這種本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種加工包絡(luò)蝸桿的方法，它使用多切削層切刀盤(pán)對(duì)包絡(luò)蝸桿工件進(jìn)行展成切削，其特征在于：采用形成蝸桿的螺旋齒面的母面上排列有多條切削刃線或磨粒散布面的“多切削層切刀盤(pán)”對(duì)工件蝸桿進(jìn)行多切削層面的切削：包括車(chē)齒切削，精車(chē)剃齒切削，精車(chē)珩齒切削。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種加工包絡(luò)蝸桿的方法，它使用多切削層切刀盤(pán)對(duì)包絡(luò)蝸桿工件進(jìn)行展成切削，其特征在于采用形成蝸桿的螺旋齒面的母面上排列有多條切削刃線或磨粒散布面的“多切削層切刀盤(pán)”對(duì)工件蝸桿進(jìn)行多切削層面的切削包括車(chē)齒切削，精車(chē)剃齒切削，精車(chē)珩齒切削。2.根據(jù)權(quán)利要求1的加工包絡(luò)蝸桿的方法，其特征在于多切削層切刀盤(pán)在展成車(chē)削工件的進(jìn)程中連同其繞之旋轉(zhuǎn)的中心一齊進(jìn)行刀盤(pán)中心軸線方向的垂直進(jìn)刀及其向蝸桿毛坯軸線方向的徑向進(jìn)刀，來(lái)完成對(duì)包絡(luò)蝸桿的切削過(guò)程。3.根據(jù)權(quán)利要求1的加工包絡(luò)蝸桿的方法，其特征在于多切削層切刀盤(pán)在展成車(chē)齒的過(guò)程中連同其繞之旋轉(zhuǎn)的中心一齊只進(jìn)行刀盤(pán)中心軸線方向的垂直進(jìn)刀，來(lái)完成對(duì)包絡(luò)蝸桿的切削過(guò)程。4.根據(jù)權(quán)利要求2與3的加工包絡(luò)蝸桿的方法，其特征在于按照這兩種方法切削到一定深度后，停止垂直進(jìn)刀、徑向進(jìn)刀(若有的話)，向兩邊切向進(jìn)刀，切削到規(guī)定深度。5.一種加工包絡(luò)蝸桿的方法，其特征在于a)、對(duì)多切削層切刀盤(pán)的各切削刃陣列面進(jìn)行修形，把此陣列面修正成二次包絡(luò)的蝸輪齒面形狀;b)、將這樣的多切削層切刀盤(pán)與蝸桿工件精確對(duì)中，然后對(duì)蝸桿精坯進(jìn)行最終的展成車(chē)齒切削。6.根據(jù)權(quán)利要求5的加工包絡(luò)蝸桿的方法，其特征在于將多切削層切刀盤(pán)的切削刃陣列面修正成n-1次包絡(luò)的齒面形狀，對(duì)工件進(jìn)行n次包絡(luò)切削加工。7.多切削層切刀盤(pán)，與一般切削包絡(luò)蝸桿的多刀盤(pán)相似，具有刀盤(pán)體，切刀，夾刀裝置，附屬零部件，其特征在于a)、在多個(gè)層面高度上具有多個(gè)成形切削刀刃或磨粒散布面;b)、這些切削刀刃口或磨粒散布面以蝸桿螺旋面的母面作為排列基準(zhǔn)面。8.多切削層切刀，使用在多切削層切刀盤(pán)中，其特征在于a)、在多個(gè)層面高度上具有成形切削刀刃或磨粒散布面;b)、這些切削刃口或磨粒散布面的表面層陣列面的形狀，與包絡(luò)蝸桿的螺旋面的母面的形狀相同;c)、具有能在多切削層切刀盤(pán)的切刀槽中被正確而可靠地夾固的基準(zhǔn)面和被夾固面。9.根據(jù)權(quán)利要求7的多切削層切刀盤(pán)，用于權(quán)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處在工具齒輪的理論齒面上;b)、其刀刃陣列面與理論齒面之間夾有切削...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羅進(jìn)南，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：羅進(jìn)南，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：32[中國(guó)|江蘇]
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