环面蜗杆螺旋面的铣削加工方法技术

本发明专利技术涉及一种环面蜗杆螺旋面的铣削加工方法，属于环面蜗杆的加工方法；技术方案包括环面蜗杆（１）、圆柱铣刀（２）、蜗杆轴线（３）、铣刀轴线（４）、与蜗杆轴线（３）垂直交错的刀架轴线（５）以及两轴线的公垂线（６），交点分别为Ｏ和Ｏ′，铣刀轴线（４）通过点Ｏ′绕刀架轴线（５）转动，根据环面蜗杆成形原理，得到环面蜗杆（１）螺旋槽对应中心距从ａ０到ａ环面半径为Ｒｄ时左、右螺旋面在不同轴截面上的一系列对应点，使圆柱铣刀（２）的前端圆分别在这一系列对应点与环面蜗杆（１）螺旋槽的左、右螺旋面接触并相切，从啮入端到啮出端沿环面切向和径向分层铣削环面蜗杆（１）螺旋槽和螺旋面；为各种环面蜗杆加工提供了一种新的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于环面蜗杆的加工方法。
技术介绍
直廓环面蜗杆螺旋面的加工是在专用机床上采用车刀直线刀刃车削而成，车削效 率高，其他包络环面蜗杆如平面、单锥面、双锥面等包络环面蜗杆的螺旋面都是采用相应形 状的砂轮磨削而成，磨削效率相对较低，所以，各种包络环面蜗杆螺旋面的加工通常分两 步第一步按直廓环面蜗杆螺旋面的车削方法车削出环面蜗杆螺旋槽，第二步用相应形状 的砂轮磨削出各种包络环面蜗杆螺旋面，但磨削余量不均勻。公开号为CN101700576A的中华人民共和国专利“环面蜗杆螺旋面的粗加工方法” 中，阐述了在带有转台的环面蜗杆数控机床上采用车刀按环面蜗杆的环面切向和径向分层 切削加工全齿槽宽及齿深的方法，而采用铣削的方法，可以实现高速切削。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种在带有转台的环面蜗杆数控机床上铣削加工各种环 面蜗杆螺旋面的方法，在铣削环面蜗杆螺旋槽的同时也铣削出环面蜗杆螺旋面。为了达到本专利技术的目的所采取的技术方案包括环面蜗杆1、圆柱铣刀2、蜗杆轴线 3、铣刀轴线4、与蜗杆轴线3垂直交错的刀架轴线5以及两轴线的公垂线6，蜗杆轴线3和公 垂线6决定平面S，在平面S内，蜗杆轴线3和刀架轴线5与公垂线6分别交于点0和0'， 中心距00'是可控制变化的，铣刀轴线4始终在平面S内通过点0'绕刀架轴线5转动，过 圆柱铣刀2的前端且垂直于铣刀轴线4的平面与圆柱铣刀2的圆柱面相交得到的圆称为前 端圆，前端圆的圆心到点0'的距离为Rd，蜗杆副的中心距为a，在平面S内，以环面蜗杆1 的齿根环面半径Rf为半径、公垂线6上点为圆心得到一个刚好与环面蜗杆1的最大直径处 相交的圆，圆心为0"，以0" 0作为计算中心距的初始值％。根据环面蜗杆1螺旋面的成 形原理，计算得到环面蜗杆1螺旋槽对应计算中心距从％到a时半径为Rd的环面从啮入端 到啮出端左、右侧螺旋面在不同轴截面上的一系列对应点E、F，使圆柱铣刀2的前端圆分别 在这一系列对应点E、F与环面蜗杆1螺旋槽的左、右侧螺旋面接触并相切，得到环面蜗杆1 绕蜗杆轴线3转动、铣刀轴线4绕刀架轴线5转动和中心距00'的一系列对应位置。对应 于不同中心距00'的半径为Rd的环面切向分层铣削过程是根据得到的环面蜗杆1绕蜗杆 轴线3转动、铣刀轴线4绕刀架轴线5转动和中心距00'的一系列对应位置，转动环面蜗杆 1和铣刀轴线4并调整中心距00'，圆柱铣刀2从啮入端到啮出端分别铣削出左、右侧螺旋 面上一条螺旋线及部分螺旋槽，然后沿环面切向分层铣削出螺旋槽的中间部分。当中心距 00'逐渐缩小，圆柱铣刀2沿环面径向分层铣削出环面蜗杆1的一个螺旋槽及其左、右螺旋 面上一系列螺旋线，形成环面蜗杆螺旋面(如图1)。上述的中，采用球刀5铣削环面蜗杆1螺旋槽及 其左、右侧螺旋面时，使球刀5的前端球面分别在环面蜗杆1螺旋槽的左、右侧螺旋面的一系列对应点E、F与环面蜗杆1螺旋槽的左、右侧螺旋面接触并相切，得到环面蜗杆1围绕蜗 杆轴线3转动、铣刀轴线4绕刀架轴线5转动和中心距OO'的一系列对应位置，铣削出环面 蜗杆1的一个螺旋槽及其左、右侧螺旋面上一系列螺旋线，形成环面蜗杆螺旋面。上述的中，对应不同中心距00'沿半径为Rd的环 面切向分层铣削时，圆柱铣刀2或球刀5从啮出端到啮入端铣削环面蜗杆1的螺旋槽及其 左、右侧螺旋面。上述的中，对应不同中心距00'沿半径为Rd的环 面切向分层铣削时，圆柱铣刀2或球刀5先铣削出螺旋槽的中间部分，再分别铣削出左、右 侧螺旋面上一条螺旋线及部分螺旋槽。上述的中，对应不同中心距00'沿半径为Rd的环 面切向分层铣削时，圆柱铣刀2或球刀5先铣削出右侧螺旋面上的一条螺旋线及部分螺旋 槽，然后铣削出螺旋槽的中间部分，再铣削出左侧螺旋面上的一条螺旋线及部分螺旋槽；或 者由圆柱铣刀2或球刀5先铣削出左侧螺旋面上的一条螺旋线及部分螺旋槽，然后铣削出 螺旋槽的中间部分，再铣削出右侧螺旋面上的一条螺旋线及部分螺旋槽。上述的中，对于多头数环面蜗杆1，在铣削一个 螺旋槽及其螺旋面完成后，通过分齿，再铣削另一个螺旋槽及其螺旋面，直至得到全部螺旋 槽及其螺旋面；或者对应不同中心距00'沿半径为Rd的环面切向分层、逐一铣削各个螺旋 槽及其螺旋面，沿环面径向分层进给后，再沿环面切向分层、逐一铣削各个螺旋槽及其螺旋 面，直到加工出环面蜗杆1从齿顶环面到齿根环面的全部螺旋槽及其螺旋面。上述的中，在环面蜗杆1的左、右侧螺旋面的计 算中留出精加工余量，将本方法作为环面蜗杆1螺旋面的粗加工方法，再经精加工可得到 粗糙度更小的精密环面蜗杆。本专利技术提出了一种，是在带有转台的环面蜗杆数 控机床上分层铣削环面蜗杆螺旋槽和螺旋面，为各种环面蜗杆的加工提供了一种新的方法。附图说明图1为原理图。图2为圆柱铣刀2与螺旋面接触并相切示意图。图3为球刀5与螺旋面接触并相切示意图。图4为环面蜗杆数控机床上环面蜗杆螺旋面的铣削加工原理图。具体实施例方式下面根据附图对本专利技术的实施例进行描述。以不修形的平面包络环面蜗杆副为 例，相关参数为中心距a = 250mm、右旋蜗杆头数Z1 = 1、蜗轮齿数22 = 40、蜗杆分度圆直 径Cl1 = 82mm、蜗轮分度圆直径d2 = 418mm、蜗轮端面模数mt = 10. 45mm、蜗杆齿根圆直径df =63. 20mm、蜗杆齿顶圆直径da = 96. 64mm、蜗杆齿根圆弧半径Rf = 218. 40mm、蜗杆齿顶圆弧半径Ra = 201. 68mm、主基圆直径db = 158mm、蜗杆工作长度Lw = 130mm,计算中心距的初 始值 aQ = 267. 58讓。图2中[工为环面蜗杆1的螺旋槽的左或右侧螺旋面，圆柱铣刀2的圆柱半径为 rt，圆柱铣刀2的前端圆的圆心为0t，与Σ工接触并相切时的接触点为Μ，在点M处Σ工的法 线与铣刀轴线4相交于点N。取M点分别为环面蜗杆1螺旋槽对应计算中心距从％到a时 沿半径为Rd的环面从啮入端到啮出端左、右侧螺旋面在不同轴截面上的一系列对应点E、F， Rd = Rf = 218. 40mm，得到环面蜗杆1围绕蜗杆轴线3转动、铣刀轴线4绕刀架轴线5转动 和中心距00'的一系列对应位置。 图3中[工为环面蜗杆1的螺旋槽的左或右侧螺旋面，球刀5前端球面的半径为 rt，球心为0t，与Σ工接触并相切时的接触点为Μ，在点M处Σ工的法线与铣刀轴线4相交于 球心0t。取M点分别为环面蜗杆1螺旋槽对应计算中心距从％到a时沿半径为Rd的环面从 啮入端到啮出端左、右侧螺旋面在不同轴截面上的一系列对应点E、F，Rd = Rf = 218. 40mm, 得到环面蜗杆1围绕蜗杆轴线3转动、铣刀轴线4绕刀架轴线5转动和中心距00'的一系 列对应位置。图4中带有转台的环面蜗杆数控机床具有C轴、B轴和X轴联动功能，环面蜗杆1 安装在C轴上，蜗杆轴线3与Z轴重合，环面蜗杆1随C轴转动，X轴和Z轴的交点为环面蜗 杆1喉部中间平面和蜗杆轴线3的交点0，平面S经过X轴和Z轴，中心距00'由X轴控制 变化。圆柱铣刀2安装在数控机床转台的刀架上，其轴线为铣刀轴线4，圆柱铣刀2随刀架 轴线5做X轴方向的运动，绕刀架轴线5随B轴转动，圆柱铣刀2的圆柱半径为rt = 3mm, 圆柱铣刀2的前端圆所在平面本文档来自技高网...

【技术保护点】
环面蜗杆螺旋面的铣削加工方法，其特征在于，包括环面蜗杆（１）、圆柱铣刀（２）、蜗杆轴线（３）、铣刀轴线（４）、与蜗杆轴线（３）垂直交错的刀架轴线（５）以及两轴线的公垂线（６），蜗杆轴线（３）和公垂线（６）决定平面Ｓ，在平面Ｓ内，蜗杆轴线（３）和刀架轴线（５）与公垂线（６）分别交于点Ｏ和Ｏ′，中心距ＯＯ′是可控制变化的，铣刀轴线（４）始终在平面Ｓ内通过点Ｏ′绕刀架轴线（５）转动，过圆柱铣刀（２）的前端且垂直于铣刀轴线（４）的平面与圆柱铣刀（２）的圆柱面相交得到的圆称为前端圆，前端圆的圆心到点Ｏ′的距离为Ｒ↓［ｄ］，蜗杆副的中心距为ａ，在平面Ｓ内，以环面蜗杆（１）的齿根环面半径Ｒ↓［ｆ］为半径、公垂线（６）上点为圆心得到一个刚好与环面蜗杆（１）的最大直径处相交的圆，圆心为Ｏ″，以Ｏ″Ｏ作为计算中心距的初始值ａ↓［０］，根据环面蜗杆（１）螺旋面的成形原理，计算得到环面蜗杆（１）螺旋槽对应计算中心距从ａ↓［０］到ａ时半径为Ｒ↓［ｄ］的环面从啮入端到啮出端左、右侧螺旋面在不同轴截面上的一系列对应点Ｅ、Ｆ，使圆柱铣刀（２）的前端圆分别在这一系列对应点Ｅ、Ｆ与环面蜗杆１螺旋槽的左、右侧螺旋面接触并相切，得到环面蜗杆（１）绕蜗杆轴线（３）转动、铣刀轴线（４）绕刀架轴线（５）转动和中心距ＯＯ′的一系列对应位置；对应于不同中心距ＯＯ′的半径为Ｒｄ的环面切向分层铣削过程是：根据得到的环面蜗杆（１）绕蜗杆轴线（３）转动、铣刀轴线（４）绕刀架轴线５转动和中心距ＯＯ′的一系列对应位置，转动环面蜗杆（１）和铣刀轴线（４）并调整中心距ＯＯ′，圆柱铣刀（２）从啮入端到啮出端分别铣削出左、右侧螺旋面上一条螺旋线及部分螺旋槽，然后沿环面切向分层铣削出螺旋槽的中间部分；当中心距ＯＯ′逐渐缩小，圆柱铣刀（２）沿环面径向分层铣削出环面蜗杆（１）的一个螺旋槽及其左、右螺旋面上一系列螺旋线，形成环面蜗杆螺旋面。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，张茂晴，刘平义，董李扬，张绍英，魏文军，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]