數控齒扇插齒機加工搖臂軸偏心齒扇計算公式和加工方法技術

本發明專利技術公開一種數控齒扇插齒機加工搖臂軸偏心齒扇計算公式和加工方法，計算公式是：搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑ρ計算公式；搖臂軸偏心齒扇回轉角對應弧長計算公式；加工搖臂軸偏心齒扇分度圓輪廓曲線的計算公式；加工方法是：１）程序開始；２）計算搖臂軸偏心齒扇初始位置：３）啟動輔助動作；４）開始切削位置；５）切削參數輸入數控系統寄存器；６）數控系統計算在三坐標軸位移量：７）三坐標軸聯動切削偏心齒扇輪廓線；８）Ｚ軸到退刀位置；９）Ｙ軸、Ｘ軸到對刀位置；１０）停止冷卻液，插齒刀停止；１１）程序結束。有益效果：參數化編程能完成整個工件輪廓曲線計算和加工，在短時間內將參數輸入數控系統中，達到加工偏心距齒扇要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及的是加工搖臂軸偏心齒扇的計算公式和加工方法，特別涉及 的是在數控齒扇插齒機上加工搖臂軸偏心齒扇計算公式和加工方法。
技術介紹
目前，在汽車轉向器上設置有搖臂軸偏心齒扇，所述搖臂軸偏心齒扇的 中心和搖臂軸回轉中心存在偏心距，該搖臂軸偏心齒扇的中間齒厚度大于標 準齒的厚度，現有技術加工上述搖臂軸偏心齒扇的方法是將搖臂軸偏心齒 扇放在帶有偏心距的卡具內，再用數控齒扇插齒機加工普通圓柱齒輪的加工 方式加工搖臂軸偏心齒扇。上述現有技術的加工方法存在如下缺陷不同規格的搖臂軸偏心齒扇， 具有不同偏心距，也就需要不同規格的卡具，上述加工方法卡具多，不僅給 設計帶來繁瑣，在制造方面還增加人力物力。在加工過程，如若更換卡具， 必須調整機床，不僅增加操作人員的工作量和工時，還加大產品成本。
技術實現思路
本專利技術目的在于克服上述技術的不足，提供一種在現有的數控齒扇插齒 機上通過操作者輸入或改變參數，使用不具有偏心距的標準搖臂軸卡具，既 可切削標準搖臂軸齒扇，又可切削帶有偏心距的數控齒扇插齒機加工搖臂軸 偏心齒扇的方法。解決上述技術問題的技術方案是一種數控齒扇插齒機加工搖臂軸偏心齒扇計算公式，所述計算公式包 括搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑p計算公式(1);搖臂軸偏心齒扇回轉 角對應弧長計算公式(2);加工搖臂軸偏心齒扇分度圓輪廓曲線的計算公 式；所述搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑p計算公式(1)是p二ecos9十(rVsin2。 1/2---------------------------公式(1)所述搖臂軸偏心齒扇回轉角對應弧長計算公式公式(2)是 5L二9p兀/180-------------------------- 公式(2)所述加工搖臂軸偏心齒扇分度圓輪廓曲線的計算公式分別是以插齒刀中心線為對稱，Y軸為O度，在Y軸兩側的搖臂軸偏心齒扇初角a范圍內滾 切中在X軸、Y軸、Z軸上的變化量Sx、 Sy、 5z:Sx=x2-xl =5y z2兀/180----------------------——公式(5)Sy-0.5度 ------------------------------------公式(3)Sz = z2- zl=ecosyl+(r2-e2sin2yl) 1/2腸e cosy2+(r2-e2sin22y2) 1/2 —公式(4)一種按照數控齒扇插齒機加工搖臂軸偏心齒扇計算公式的加工方法，所 述加工方法的步驟如下.-1).程序開始；2).計算加工搖臂軸偏心齒扇1從對刀位置到開始切 削位置在X軸的初始位置x3: 3).啟動輔助動作卡具將搖臂軸偏心齒扇l 的搖臂軸夾緊；啟動冷卻液，啟動插齒刀2上下運動；4).搖臂軸偏心齒扇 移動到開始切削位置；5).將切削參數輸入數控齒扇插齒機的數控系統寄存 器中；6).數控系統計算加工搖臂軸偏心齒扇1在X軸、Y軸、Z軸的位移 量7) . X軸、Y軸、Z軸三軸聯動切削出偏心齒扇輪廓線；8) .Z軸運動 到退刀位置；9) .Y軸、X軸運動到對刀位置；10).停止冷卻液，插齒刀停 止上下運動，卡具放松搖臂軸偏心齒扇；ll).程序結束。本專利技術的有益效果是本專利技術能充分利用數控齒扇插齒機中數控系統功 能，來實現高精度、靈活方便的加工。特別是加工不同規格的工件，只需輸 入相應的參數，能準確的完成加工任務。本專利技術每種規格偏心齒扇輪廓曲線 至少需要計算350以上個位置數據。如果不采用數控齒扇插齒機中參數化編 程，不同規格的工件需要專業人員人工計算偏心齒扇輪廓位置數據然后編制 加工程序輸入到數控系統，且加工程序很長。采用參數化編程可在30段程 序內完成整個工件輪廓曲線的計算和加工，機床操作人員在短時間內就能將 工件加工參數輸入到數控系統中，達到加工偏心距齒扇的技術要求。本專利技術使用標準搖臂軸卡具，既可切削標準搖臂軸扇形齒輪，又可切削 帶有偏心距的扇形齒輪，減少了卡具更換和機床調整，具有操作方便、生產 效率高的優點。 附圖說明圖1是本專利技術搖臂軸偏心齒扇截面結構示意圖； 圖2是本專利技術搖臂軸偏心齒扇加工方法計算分解示意圖； 圖3是圖1中搖臂軸偏心齒扇從齒頂面中點a點作為對刀位置點，順時 針旋轉a角后加工初始狀態位置示意圖； 圖4是本專利技術加工程序流程圖。 《附圖中序號說明》 1:搖臂軸偏心齒扇；2:插齒刀；3:分度圓；4:搖臂軸偏心齒扇中心齒 齒頂面；a:齒頂面中點；D:分度園上任一點；F:以02為頂點向線段D01 做垂線的交點；01:搖臂軸回轉中心(即卡具中心)；02:分度圓中心；e: 偏心距；r:分度圓半徑；p:搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑；9:搖臂軸偏 心齒扇回轉角；SL:搖臂軸偏心齒扇回轉角對應的弧長；A-A:插齒刀2 和搖臂軸偏心齒扇1中心線，即搖臂軸偏心齒扇計算O度位置線；X軸 搖臂軸偏心齒扇切向進給軸(面對刀具右方向運動為+方向)；Y軸搖臂軸偏心齒扇回轉軸(圍繞搖臂軸回轉中心逆時針運動為+方向)；Z軸搖 臂軸偏心齒扇徑向進給軸(遠離刀具方向運動為+方向)；Ql:搖臂軸偏心 齒扇分度圓上設定的第1個點；Q2:搖臂軸偏心齒扇分度圓上設定的第2 個點；Xl: Ql點滾切切向分量；X2: Q2點滾切切向分量；3x: Ql點和Q2點之間滾切切向變化量；yl:搖臂軸偏心齒扇分度圓Q1點回轉角；y2:搖 臂軸偏心齒扇分度圓Q2點回轉角；Sy: Ql點和Q2點之間回轉角變化量； zh Ql點滾切徑向半徑；z2: Q2點滾切徑向半徑；Sz: Ql點和Q2點之間 滾切徑向半徑變化量；a:搖臂軸偏心齒扇初角，即1/2搖臂軸偏心齒扇1 所包括的角度；x3:從齒頂面中點a作為對刀位置點到開始切削位置的X軸 位移量；R:寄存器。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術實施進一步詳細說明。本專利技術提供一種數控齒扇插齒機加工搖臂軸偏心齒扇的方法，該方法包 括編制加工程序用的計算公式階段和按照該計算公式加工流程階段-一、編制加工程序用的計算公式階段(一)、推導搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑p計算公式(1): 借鑒如下參考資料-1. 在《非圓齒輪與特種齒輪傳動設計》書中第135頁的"非園齒輪計算方法，，；2. 根據三角函數通用公式。根據'上述參考資料推導出本專利技術加工程序用的搖臂軸偏心齒扇滾切徑 向半徑p的計算公式。下面借助于圖1、圖2對所述計算公式推導過程做如 下說明圖1中，搖臂軸回轉中心01即是卡具中心；02是搖臂軸偏心齒扇1 的分度圓中心；偏心距e是搖臂軸回轉中心01和分度圓中心02之間的距離。圖1中以搖臂軸回轉中心Ol為極坐標原點，從Ol點到分度園3上點 D的線段OID，即為搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑p，即p:線段OlD; F點是以02為頂點向線段OID做垂線的交點；在三角形0102D中，其中0102即為搖臂軸偏心齒扇偏心距e; OID 即為搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑p; 0102和OID兩邊的夾角為0。在直角三角形0102F中，根據三角函數公式計算直角邊01F和02F:OlF=ecos0 ; 02F=e sin0;在直角三角形02FD中，其中一個直角邊為FD ，根據勾股定理得出 FD= (02D2-02F2) 1/2= (r2-e2sin2e) 1/2 ;搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑p=01D=01F+FD=eco本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數控齒扇插齒機加工搖臂軸偏心齒扇計算公式，其特征在于，所述計算公式包括：搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑ρ計算公式（１）；搖臂軸偏心齒扇回轉角對應弧長計算公式（２）；加工搖臂軸偏心齒扇分度圓輪廓曲線的計算公式；　所述搖臂軸偏心齒扇滾切徑向半徑ρ計算公式（１）是：　ρ＝ｅ　ｃｏｓθ＋（ｒ↑［２］－ｅ↑［２］ｓｉｎ↑［２］θ）↑［１／２］　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－公式（１）　所述搖臂軸偏心齒扇回轉角對應弧長計算公式公式（２）是：δＬ＝θρπ／１８０　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　公式（２）　所述加工搖臂軸偏心齒扇分度圓輪廓曲線的計算公式分別是：以插齒刀中心線為對稱，Ｙ軸為０度，在Ｙ軸兩側的搖臂軸偏心齒扇初角α范圍內滾切中在Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸上的變化量δｘ、δｙ、δｚ：　δｘ＝ｘ２－ｘ１＝δｙ　ｚ２π／１８０　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－　公式（５）　δｙ＝０．５度　－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－公式（３）　δｚ＝ｚ２－ｚ１＝ｅ　ｃｏｓｙ１＋（ｒ↑［２］－ｅ↑［２］ｓｉｎ↑［２］ｙ１）↑［１／２］－ｅ　ｃｏｓｙ２＋（ｒ↑［２］－ｅ↑［２］ｓｉｎ↑［２２］ｙ２）↑［１／２］－－－公式（４）。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉玉嫻，
申請(專利權)人：天津第一機床總廠，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]