[发明专利]少齿数齿轮的挤齿加工设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮加工设备。

背景技术

对于齿数较少(如齿数只有3～10个)的螺旋齿轮及直齿轮的加工而言，因齿数较少，工件直径较小且一般均为细长轴齿轮，故工件刚度极差、加工难度大、工件齿部精度难以稳定、提高。现有的加工方法，通常是滚齿--剃齿--珩齿或滚齿--剃齿及滚齿等。

剃齿是利用一个盘状剃齿刀(可看成一片齿轮)与工件无隙啮合，通过径向挤压、轴向滑移来剃削工件齿面。对于少齿数齿轮因工件刚度差，剃削时工件变形较大(单面啮合工件易变弯)工件齿向难以保证要求，通常只能达到7～8级精度甚至更低。

珩齿与剃齿原理基本一样，只是用珩磨轮代替剃齿刀而已，珩齿加工余量较小，通常单边在0.001～0.005之间。其与剃齿比较，加工余量小，只是改变齿面光度，去净毛刺。对于加工少齿数齿轮，珩齿同剃齿一样，都难以保证齿向精度要求。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种新型的少齿数齿轮的挤齿加工设备。

本发明之挤齿加工设备，系在传统的滚丝机工作平台上固定一个夹具，该夹具主要由下托板1、上托板2、轴3、后座4、前座6及顶尖7组成。

其结构如下：

下托板1固定在滚丝机工作平台上；

上托板2有U型槽，与下托板1联接。可以调整前后位置并承载轴向力。

轴3通过两端支撑座与上托板2连接，轴3之一端设计有螺纹，插入带有内螺纹的座12内，另一端外圆插入孔座13，同样通过螺栓11压紧在上托板2上；

后座4与轴3联接，可以通过加垫片调整位置。

前座6与轴3固联；并能调整位置。

顶尖7装在前座孔里，用于夹紧工件。

本发明的加工原理：

挤齿是利用一对螺旋角相等，且旋向与工件螺旋角相反的挤轮与工件对滚啮合，来加工工件的。所述的挤齿，是指滚齿或插齿后，对齿坯进行精整加工(即滚、插齿-挤齿)。

由于加工时是利用两个挤轮对工件进行对滚，水平方向工件处于平衡状态，不受工件刚度差的影响，不产生变形，故容易保证工件齿部精度要求，特别是齿向要求。同时在垂直方向，工件受到挤轮的作用力与反作用力，使得工件仍然处于平衡状态。对于螺旋齿轮，挤齿时会产生极大的轴向力，可用夹具来卸载或允许其轴向窜动。对于直齿轮则无轴向力。

本发明的原理：

挤齿时，挤压轮与工件实质上是一对平行轴传动的，在作无隙啮合的齿轮副。对于外齿直齿加工，挤压轮就是一个与其啮合的直齿轮；对于外齿斜齿轮原理也同样是一个与其啮合的斜齿轮，只是螺旋角相反。挤压轮工作时与被加工齿轮(工件)在径向力作用下通过对滚(啮合)运动，使被加工齿轮(工件)的齿面产生塑性变形，从而提高齿轮精度和降低齿面粗糙度。

本发明之挤齿设备具有以下特点：

1)可以不受工件形状及结构限制；

对于轴肩齿轮严格控制尾痕长度而言，轴向剃齿则无法加工，即使是径向剃齿也需要两端加长3～4mm，来让开剃刀。而挤齿可以与工件长度一样，只需将挤轮与工件有效长度做成相等即可。对于细长的少齿数齿轮挤齿，如上所述，加工时工件不产生变形，容易控制精度。挤齿不受工件齿数的限制，工作时在作双面啮合，径向力相互抵消，工件水平及垂直方向处于平衡状态(卧式挤齿)，从而像正常挤齿一样，能纠正齿坏误差。挤齿一般可以达到6～7级精度。

2)挤齿可以加工出极高的齿面光度；

挤齿后齿面一般可达到Ra 0.4-0.2μm，近似镜面，光度远好于剃齿、珩齿、磨齿，对降低齿轮噪音非常有效；

3)挤齿可以极大地延长小齿轮使用寿命；

挤齿后，齿面产生冷作硬化，可以有效提高齿面接触疲劳强度及齿根弯曲疲劳强度；良好的齿面光度同样能提高齿面强度。

4)挤齿是无屑高效加工，设备费用低，制造成本低。

本发明不受工件形状及结构限制，挤齿可以加工出高的齿面光度，提高了小齿轮使用寿命；设备制造成本低，属于无屑高效加工设备。

附图说明

图1.本发明的整体结构主视示意图

图2.图1之P向结构示意图

图3.本发明的整体结构之俯视示意图

图4-1.挤轮与工件挤压时的啮合情况示意图

图4-2.挤轮与工件啮合挤齿的结构示意图

图中，1下托板，2上托板，3轴，4后座，5键，6前座，7顶尖，8限位块，9螺钉，10卡箍，11螺栓，12座，13支撑座。

具体实施方式

下面结合附图叙述一个本发明的实施例。