[发明专利]‘外斜齿轮随动导向法’加工斜齿的多功能插齿机

说明书

技术领域

本发明所涉及的是齿轮加工装备制造技术领域，主要是针对斜内齿轮插削加工方法及插齿机，而提出的新方法及应用该方法设计的多功能插齿机的设计理论、工作原理及结构方案。

背景技术

插齿机作为一类齿轮加工设备，具有其独特的优越性，比如在滚齿机、铣齿机上无法加工的双联齿轮和内齿轮，在插齿机上就可很方便的加工制造出来；但是，现有的插齿机床功能单一，具体体现为：

1．能插直齿就不能加工斜齿或齿条；

2．能插斜齿就不能加工直齿或齿条，而且是只能加工一种固定螺旋角齿轮的专机。

国产机因知识产权问题只能加工直齿轮,导致国内渐开线行星齿轮减速器的内齿圈不得不采用直齿，使减速器各方面的性能都低于国外同类产品，能同时具备加工斜齿轮及斜齿条功能的插齿机更是少之又少。

现有插斜齿机床工作原理……插制内外啮合斜齿轮时，插齿刀与齿坯有如一对轴线平行的斜齿轮在啮合；插齿刀必须完成以下主要运动和辅助运动：①切削主运动V1、②圆周进给运动no、③滚切分度运动ng、④径向进给运动V2、⑤让刀运动V3、⑥附加旋转运动ω1……即螺旋切削运动，与齿坯的轮齿螺旋角相适应，使插齿刀切削刃运动时所产生的表面相当于斜齿轮的侧表面；前5 项运动是加工直、斜齿轮的基本条件，第6项运动是实现斜齿轮加工的充分必要条件，只有使插斜齿刀在上、下往复运动中产生附加旋转运动，才能与被插齿轮形成对啮关系，从而加工出斜齿轮， 目前实现附加旋转运动有下述两种方式：

1．采用内螺旋导轨的方法加工斜齿轮,国外进口机大多采用此方法加工斜齿轮，此方法的特点是使刀具主轴做轴向往复运动时，由安装在机床上部的特定螺旋导轨面引导产生一种固定轨迹的螺旋运动，缺点是通用性差，加工不同螺旋角齿轮就要更换对应的螺旋导轨， 即齿轮的螺旋角必须与插齿机螺旋导轨的螺旋角相同，然而螺旋导轨其型面复杂， 制造精度要求很高，给设计和制造带来不少困难；据了解，从国外进口一副螺旋导套，就需上万美元的外汇和近一年的时间，而且只能配用于相应的进口插齿机，要更换螺旋导轨又相当麻烦，若经常拆装会严重影响齿轮的加工精度，所以想在同一插斜齿机上，加工不同螺旋角的斜齿轮几乎是不现实的；

2．国内有人提出采用差动原理的方法加工斜齿轮，此方法的要点是：“使插齿机主轴向上（或向下）移动一个插齿刀螺旋导程时，插齿刀刚好附加转动一圈”，其方案是在插齿机主轴的上下往复运动与主轴的旋转运动之间增加一个差动传动链，将两者的运动通过差动挂轮联系起来，缺点是在原插齿机床的结构基础上还要增加一个差动箱、一个传动箱，一个挂轮箱，导至机构庞大、传动链增长、精度下降，制造成本增大，实施难度大,至今并无产品上市。

综上所述，按上述方法设计制造的插斜齿机存在着不同程度的弊端，其缺陷直接导致现有的插斜齿机床沦为只能加工一种固定螺旋角齿轮的专机；由于通用性差，加工参数单一，多数企业都不愿投资购置，极大的限制了插斜齿机床的普及与斜内齿轮参数的设计和应用，严重阻碍了齿轮类产品的优化改进;因此如何有效实现插齿刀的附加转动，让其适应齿坯螺旋角变化，改善插斜齿机床的通用性，让其既能插直齿又能加工斜齿还能加工齿条，成为名副其实的多功能通用插齿设备，是各加工企业期待盼望已久的愿望，它已成为我国加工装备制造业既急迫又关键的重大课题。

 

发明内容

针对上述现状，本发明要解决的技术问题在于，提供一种采用‘外斜齿轮随动导向法’实现插齿刀附加转动，且所插斜齿的螺旋角可任意实现的加工斜齿轮技术方法；该方法是经仔细观察发现“两平行轴系啮合状态下的两外斜齿轮，当两者做轴向相对移动时，具有产生附加转动的特性”，在了解掌握这一特性后，将其应用于插齿机主轴及插齿刀（切削主运动）传动链的设计和制造， 使插齿刀在做往复直线运动时产生附加转动，形成与随动外斜齿轮相同的螺旋轨迹，插削加工斜齿轮的工艺方法。