[发明专利]一种基于齿轮加工机床调整的车齿加工方法

说明书

技术领域

本发明属于圆柱齿轮加工及刀具设计领域，涉及一种基于齿轮加工机床调整的车齿加工方法。

背景技术

早在1912年，德国人Wilhelmvon Pittler就针对内齿轮加工申请了世界上最早的车齿专利，但直到上世纪末，车齿并没有得到广泛的应用，主要原因是当时的机床不能实现工件轴和刀具轴之间的高速联动，刀具材料也不能承受高速切削。近十来年，机床数控技术和高性能刀具材料取得了长足的发展，为车齿发挥潜在优势、替代插齿和拉齿加工内齿轮提供了技术保证。但是由于目前对车齿理论的研究与创新不充足，车齿刀具设计、工艺参数选择还存在局限性，车齿刀仍是依据插齿刀或修形插齿刀设计方法进行设计的，这样的车齿刀存在理论加工误差，刀具的修形也无系统可靠的理论依据，而且刀具的安装调整方法比较固定，不支持工艺参数的优化，刀刃工作后角完全依靠刀具结构后角获得，所以车齿刀需要做成插齿刀形刀具，用这样的车齿刀加工齿轮时，刀齿磨损不均与，加工出的齿轮两侧齿面表面质量也不同，车齿刀在磨刀后加工误差变大，可磨刀的次数比较少，刀具使用寿命较低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于齿轮加工机床调整的车齿加工方法，该加工方法通过基于齿轮加工机床调整得到高精度的齿轮，同时刀具的使用寿命长。

为达到上述目的，本发明所述的基于齿轮加工机床调整的车齿加工方法包括刀具的设计及齿轮的加工：

所述刀具的设计包括以下步骤：

1)在计算机上，模拟调整车齿加工机床的刀偏d、刀倾角τ、中心距a及轴交角∑，得当前与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线，根据当前与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线得到当前刀刃后刀面，再根据当前刀刃后刀面得到当前刀齿各刀刃的工作后角；

2)判断步骤1)得到的当前刀齿各刀刃的工作后角是否在预设的范围内，当步骤1)得到的当前刀齿各刀刃的工作后角不在预设范围内时，则重复步骤1)；当步骤1)得到的当前刀齿各刀刃的工作后角在预设范围内，则将当前与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线记作最优的与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线，将当前车齿加工机床的刀偏d、刀倾角τ及轴交角∑分为记作车齿加工机床的最优刀偏d、最优刀倾角τ、最优中心距a及最优轴交角∑；

所述齿轮的加工包括以下步骤：

将车齿加工机床刀偏d、刀倾角τ、中心距a及轴交角∑分别调整为车齿加工机床的最优刀偏d、最优刀倾角τ、最优中心距a及最优轴交角∑，然后使车齿加工机床根据最优的与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线进行齿轮的加工。

步骤1)中得当前与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线的具体步骤为：先获取工件齿面啮合线在工件坐标系的表达式，然后根据工件齿面啮合线在工件坐标系的表达式得到当前与工件齿面共轭的车齿刀刃曲线。

所述工件齿面啮合线在工件坐标系的表达式为：