一種齒輪加工單齒分度工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種齒輪加工單齒分度工藝，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。該工藝包括如下步驟：加工第1圈時(shí)，在齒輪一周n個(gè)均布位置上，每處連續(xù)加工兩個(gè)相鄰齒槽；后續(xù)加工時(shí)，在每處已加工齒槽的左側(cè)和右側(cè)相鄰位置再分別加工一個(gè)齒槽。該工藝通過(guò)優(yōu)化單齒分度過(guò)程，嚴(yán)格控制任意相鄰齒槽的加工時(shí)間間隔，降低工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對(duì)齒距誤差的影響，有效降低單個(gè)齒距誤差fpt，提高加工精度穩(wěn)定性；該工藝通過(guò)優(yōu)化數(shù)控加工程序?qū)崿F(xiàn)，不需要額外增加設(shè)備投資。
【專利說(shuō)明】
一種齒輪加工單齒分度工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種齒輪加工單齒分度工藝，屬于機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪加工精度主要包括三個(gè)方面:齒形精度、齒向精度和齒距精度，其中齒距精度對(duì)齒輪傳動(dòng)的噪音和振動(dòng)有重要影響。對(duì)于不同的齒輪加工方法，齒距誤差的來(lái)源不一樣。插齒、滾齒、蝸桿磨齒等工藝，采用展成原理進(jìn)行連續(xù)加工，齒距誤差主要由刀具精度和設(shè)備精度決定。成形銑齒、成形磨齒、指形刀銑齒、人字齒包絡(luò)銑等工藝，采用的是單齒加工，單個(gè)齒距誤差fPt容易受到工藝系統(tǒng)熱致變形和刀具磨損等因素的影響，容易出現(xiàn)規(guī)律性的單個(gè)齒距誤差fpt波動(dòng)。
[0003]單齒加工時(shí)，有兩種常用單齒分度工藝:連續(xù)分度和跨齒分度。連續(xù)分度時(shí)，首尾齒相鄰;跨齒分度時(shí)，第I圈加工的齒和最后一圈加工的齒相鄰，都容易出現(xiàn)單個(gè)齒距誤差fPt顯著波動(dòng)。為了降低單齒加工時(shí)的單個(gè)齒距誤差fPt波動(dòng)，可以對(duì)工藝系統(tǒng)進(jìn)行大流量冷卻液強(qiáng)制冷卻，并采用高耐磨性的刀具。這種方法既不符合綠色環(huán)保加工的發(fā)展趨勢(shì)，又會(huì)顯著提高加工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是:提出一種降低工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對(duì)齒距誤差的影響，有效降低單個(gè)齒距誤差fpt，提高加工精度穩(wěn)定性的齒輪加工單齒分度工藝。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:一種齒輪加工單齒分度工藝，包括如下步驟:加工第I圈時(shí)，在齒輪一周η個(gè)均布位置上，η多2，且η為整數(shù)，每處連續(xù)加工兩個(gè)相鄰齒槽;后續(xù)加工時(shí)，在每處已加工齒槽的左側(cè)和右側(cè)相鄰位置再分別加工一個(gè)齒槽。
[0006]優(yōu)選的，包括如下步驟:
[0007](a)加工圈數(shù)為k，且k為整數(shù)，加工第I圈，S卩k= I時(shí)，在齒圈的η個(gè)均布位置上，每處連續(xù)加工兩個(gè)齒槽，一共加工2 X η個(gè)齒槽，加工齒槽順序編號(hào)P為:
[0008]P = i i = l，2，."，2Xn
[0009](b)后續(xù)加工時(shí)，在每處已加工齒槽的左側(cè)和右側(cè)相鄰位置再分別加工一個(gè)齒槽，加工至第k圈時(shí)，各個(gè)齒槽順序編號(hào)P為:
[0010]P = 2XnX(k-l)+i i = l，2，."，2Xn
[0011](c)直至所有齒槽加工完；
[0012]上述的齒輪加工單齒分度工藝控制任意兩個(gè)相鄰齒槽之間的加工時(shí)間間隔為:I或2 X η個(gè)齒槽加工時(shí)間。
[0013]優(yōu)選的，在步驟(a)后還需要依據(jù)各個(gè)齒槽順序編號(hào)P，確定對(duì)應(yīng)的齒槽相位編號(hào)Q，整個(gè)齒輪上齒槽相位編號(hào)以第一個(gè)齒槽為I，然后順時(shí)針依次編號(hào)，假設(shè)總齒數(shù)為m，則齒槽相位編號(hào)Q的范圍為從I到m;依據(jù)齒槽順序編號(hào)P，計(jì)算齒槽相位編號(hào)Q的計(jì)算方法為:
[0014]SI:引入?yún)?shù)p、g、H，計(jì)算p = P-l，g = 2Xn;計(jì)算
[0015]H=mod(p,2) + (2 Xmod(p ,2)-1) Xfloor(p/g)+floor(mod(p,g)/2) Xfloor(m/g)X 2+floor(p/g) Xm
[0016]S2:如果mod(m，gXl，那么Q = H+1，跳到步驟e;否則進(jìn)入下一步；
[0017]S3:如果!]!。“!]!^)^；;^。。！^!]!!^^^)/〗)X 2+1，那么Q = H+mod(m，g)，跳到步驟e ；否則進(jìn)入下一步；
[0018]S4:Q = H+floor(mod(p,g)/2) X2+1，進(jìn)入下一步；
[0019]S5:Q=mod(Q，m)，計(jì)算結(jié)束；
[0020]其中，mod為求余函數(shù)，floor為向下取整函數(shù)。
[0021]優(yōu)選的，所述m彡35，且m為整數(shù);所述4彡η彡8，且η為整數(shù)。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明的目的是在在單齒加工時(shí)，有效降低工藝系統(tǒng)熱致變形、刀具磨損等隨著時(shí)間逐漸變化的因素對(duì)單個(gè)齒距誤差fPt的影響，提高單個(gè)齒距精度。在深入研究齒輪的單個(gè)齒距誤差fPt的評(píng)價(jià)方法，以及傳統(tǒng)的單齒分度工藝之后，提出一種優(yōu)化的單齒分度工藝。本發(fā)明的單齒分度工藝可以有效控制任意兩個(gè)相鄰齒之間的加工時(shí)間間隔，從而減小單個(gè)齒距誤差fPt的波動(dòng)。
[0024]本發(fā)明的均布分度工藝可以嚴(yán)格控制任意兩個(gè)相鄰齒槽之間的加工時(shí)間間隔為:I或者2 Xn個(gè)齒槽加工時(shí)間。這樣可以把工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對(duì)單個(gè)齒距誤差fpt的影響限制在2Xn個(gè)齒槽加工時(shí)間以內(nèi)，有效降低單個(gè)齒距誤差fpt，提高齒輪精度。
[0025]本發(fā)明的齒輪加工單齒分度工藝不調(diào)整數(shù)控機(jī)床的原有結(jié)構(gòu)或者增加輔助設(shè)備，只需要進(jìn)行加工程序的優(yōu)化，就可以有效降低齒輪加工的單個(gè)齒距誤差fPt，提高齒距精度。
【附圖說(shuō)明】
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]圖1均布分度原理示意圖
[0028]圖2均布分度實(shí)例示意圖
[0029]圖3連續(xù)分度時(shí)的單個(gè)齒距測(cè)量報(bào)告(10級(jí))
[0030]圖4跨齒分度時(shí)的單個(gè)齒距測(cè)量報(bào)告(11級(jí))
[0031]圖5均布分度時(shí)的單個(gè)齒距測(cè)量報(bào)告(6級(jí))
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例
[0033]實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要注意均布位置數(shù)的選取。齒輪總齒數(shù)為m，均布位置數(shù)為n，那么每一圈加工齒槽數(shù)為2Xn，整個(gè)加工轉(zhuǎn)臺(tái)需要旋轉(zhuǎn)的空行程圈數(shù)大概為J=m/(2Xn)，任意兩個(gè)相鄰齒槽之間間隔的加工齒數(shù)最多為L(zhǎng) = 2Xn。實(shí)際加工時(shí)，空行程圈數(shù)J越小越好，可以節(jié)省空行程時(shí)間；相鄰齒槽間隔的加工齒數(shù)L也是越小越好，可以減小工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對(duì)齒距精度的影響，所以均布位置數(shù)η的選擇要兼顧這兩個(gè)因素。
[0034]如圖2所示，假設(shè)齒輪總齒數(shù)m為36，均布位置數(shù)η取為5，加工的空行程圈數(shù)大概為3.6圈(36/(2Χη))，任意兩個(gè)相鄰齒槽之間間隔的加工齒數(shù)最多為10。
[0035]依據(jù)加工順序編號(hào)P，計(jì)算加工相位編號(hào)Q，具體步驟如下:
[0036]SI:引入?yún)?shù)p、g、H，計(jì)算p = P-l，g = 2Xn;計(jì)算
[0037]H=mod(p, 2) + (2 Xmod(p ,2)-1) X floor (p/g)+floor (mod (p, g)/2) X f loor(m/g)X 2+f 10r(p/g) Xm
[0038]S2:如果mod(m，gXl，那么Q = H+1，跳到步驟S5;否則進(jìn)入下一步；
[0039]S3:如果mod(m，gXfloor(mod(p，g)/2) X2+1，那么Q = H+mod(m，g)，跳到步驟S5;否則進(jìn)入下一步；.
[0040]S4:Q = H+floor(mod(p,g)/2) X2+1，進(jìn)入下一步；
[0041]S5:Q=mod(Q，m)，計(jì)算結(jié)束；
[0042]其中，mod為求余函數(shù)，floor為向下取整函數(shù)。
[0043]為說(shuō)明的更直觀，以幾個(gè)具體數(shù)值代入上述步驟進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果可以與圖2所示進(jìn)行對(duì)比。
[0044]當(dāng)P= I時(shí)，
[0045]S1:p = 0，g = 10;計(jì)算
[0046]H = mod(0, 2) + (2 X mod (O ,2)-1) X floor (0/10 )+f 10r (mod(0,10)/2) X floor(36/10) X2+floor(0/10) X36 = 0
[0047]S2:mod(36,10)>1,不滿足條件;進(jìn)入下一步
[0048]S3:mod(36,10)>floor(mod(0,10)/2) X2+1，不滿足條件;進(jìn)入下一步
[0049]S4:Q = 0+f loor(mod(0,10)/2) X 2+1 = I，進(jìn)入下一步。
[0050]S5:Q=mod(l ,36) = 1，計(jì)算結(jié)束。
[0051]即，P= I時(shí)，算得 Q= I。
[0052]當(dāng)P = 15 時(shí)，
[0053]SI:p= 14，g = 10;計(jì)算H=mod( 14，2) + (2 Xmod( 14，2)-1) X f10r(14/10)+floor(mod(14,10)/2) Xfloor(36/10) X2+floor(14/10) X36 = 47
[0054]S2:mod(36,10)>1,不滿足條件;進(jìn)入下一步
[0055]S3:mod(36,10)>floor(mod(14,10)/2) X2+1，不滿足條件；進(jìn)入下一步
[0056]S4:Q = 47+f loor(mod(14,10)/2) X 2+1 = 52，進(jìn)入下一步。
[0057]S5:Q=mod(52,36) = 16，計(jì)算結(jié)束。
[0058]即，p= i5 時(shí)，算得 Q=16。
[0059]當(dāng)P = 29 時(shí)，
[0060]S1:p = 28，g = 10;計(jì)算H=mod(28,2) + (2 Xmod(28,2)-1) X floor(28/10)+floor(mod(28,10)/2) Xfloor(36/10) X2+floor(28/10) X36 = 94
[0061 ] S2:mod(36,10)>1,不滿足條件;進(jìn)入下一步
[0062]S3:mod(36，10)〈 = floor(mod(28，10)/2)X2+l，Q = 94+mod(36，10) = 100j^lJ#
驟S5;
[0063]S5:Q=mod(100,36) =28，計(jì)算結(jié)束。
[0064]即，P= 29 時(shí)，算得 Q = 28。
[0065]以成形銑齒測(cè)量報(bào)告(?？怂箍禍y(cè)量?jī)x)作為樣例，對(duì)比說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)際效果。圖3所示為連續(xù)分度時(shí)的測(cè)量報(bào)告，在首尾齒部分出現(xiàn)單個(gè)齒距誤差波動(dòng)，精度等級(jí)為10級(jí)(IS01328-1:1997)。圖4所示為跨齒分度時(shí)的測(cè)量報(bào)告，在第I圈和最后一圈相鄰的部分出現(xiàn)單個(gè)齒距誤差波動(dòng)，精度等級(jí)為11級(jí)。圖5所示為采用本實(shí)施例的測(cè)量報(bào)告，沒(méi)有出現(xiàn)明顯異常波動(dòng)，精度等級(jí)提尚至6級(jí)。
[0066]本發(fā)明的不局限于上述實(shí)施例所述的具體技術(shù)方案，凡采用等同替換形成的技術(shù)方案均為本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:包括如下步驟:加工第I圈時(shí)，在齒輪一周η個(gè)均布位置上，η多2，且η為整數(shù)，每處連續(xù)加工兩個(gè)相鄰齒槽;后續(xù)加工時(shí)，在每處已加工齒槽的左側(cè)和右側(cè)相鄰位置再分別加工一個(gè)齒槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:包括如下步驟: (a)加工圈數(shù)為k，且k為整數(shù)，加工第I圈，S卩k=l時(shí)，在齒圈的η個(gè)均布位置上，每處連續(xù)加工兩個(gè)齒槽，一共加工2 X η個(gè)齒槽，加工齒槽順序編號(hào)P為: P= i i = l，2，.._，2Xn (b)后續(xù)加工時(shí)，在每處已加工齒槽的左側(cè)和右側(cè)相鄰位置再分別加工一個(gè)齒槽，加工至第k圈時(shí)，各個(gè)齒槽順序編號(hào)P為:P = 2 XnX (k-1 )+i ? = 1,2,...,2Χη (c)直至所有齒槽加工完； 上述的齒輪加工單齒分度工藝控制任意兩個(gè)相鄰齒槽之間的加工時(shí)間間隔為:I或2 Xη個(gè)齒槽加工時(shí)間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:包括如下步驟:在步驟(a)后還需要依據(jù)各個(gè)齒槽順序編號(hào)P，確定對(duì)應(yīng)的齒槽相位編號(hào)Q，整個(gè)齒輪上齒槽相位編號(hào)以第一個(gè)齒槽為1，然后順時(shí)針依次編號(hào)，假設(shè)總齒數(shù)為m，則齒槽相位編號(hào)Q的范圍為從I到m;依據(jù)齒槽順序編號(hào)P，計(jì)算齒槽相位編號(hào)Q的計(jì)算方法為: SI:引入?yún)?shù)p、g、H，計(jì)算p = P-l，g = 2Xn;計(jì)算H=mod(p, 2) + (2 Xmod(p ,2)-1) X floor(p/g)+f10r(mod(p ,g)/2) X floor(m/g) X 2+floor(p/g) Xm S2:如果mod(m, g)彡I，那么Q = H+1，跳到步驟S5 ；否則進(jìn)入下一步； S3:如果mod(m，gXfloor(mod(p，g)/2) X 2+1，那么Q = H+mod(m，g)，跳到步驟S5;否則進(jìn)入下一步；.S4:Q = H+f10r(mod(p,g)/2) X2+1，進(jìn)入下一步； S5:Q=mod(Q，m)，計(jì)算結(jié)束； 其中，mod為求余函數(shù)，floor為向下取整函數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:所述m多35，且m為整數(shù)；所述4<n<8，且η為整數(shù)。
【文檔編號(hào)】B23F5/20GK106041223SQ201610405965
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】張虎, 張金, 于春建, 方成剛, 洪榮晶, 黃筱調(diào)
【申請(qǐng)人】南京工大數(shù)控科技有限公司