[发明专利]环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的铣削方法

说明书

本发明涉及一种环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的铣削方法，属于环面蜗轮滚刀的加工方法；技术方案包括滚刀基本蜗杆(1)、圆柱铣刀(2)、蜗杆轴线(3)和铣刀轴线(4)，滚刀基本蜗杆(1)安装在C轴上，蜗杆轴线(3)与Z轴重合，圆柱铣刀(2)安装在数控机床的刀架上，铣刀轴线(4)与X轴平行，环面蜗杆(1)随C轴转动，圆柱铣刀做Z轴和X轴方向的运动，三轴联动加工出半径为R_f的圆弧槽底的滚刀螺旋容屑槽，形成滚刀前刀面，实现在分度环面上每个刀齿两侧的前角都为0°。

技术领域

本发明涉及一种环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的铣削方法，属于环面蜗轮滚刀的加工方法。

背景技术

董学朱著《环面蜗杆传动设计和修形》中的蜗轮通常由滚刀滚切而成，滚切此类蜗轮的滚刀称为环面蜗轮滚刀。由毛坯加工出螺旋面形成滚刀基本蜗杆，由滚刀基本蜗杆进一步加工出容屑槽及后角面得到环面蜗轮滚刀。容屑槽通常分为直槽和螺旋槽两种类型，环面蜗轮滚刀的头数较少时，滚刀基本蜗杆螺旋面上的螺旋升角较小，可以采用直容屑槽，此时刀齿两侧负前角不大，对刀齿切削性能的影响较小；环面蜗轮滚刀的头数较多时，滚刀基本蜗杆螺旋面上的螺旋升角较大，如果采用直容屑槽，刀齿一侧负前角很大，导致该侧切削条件恶劣，所以需要采用螺旋容屑槽。

目前，环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的加工方法尚未见有公开报道，常见的是齿轮滚刀和圆柱蜗轮滚刀螺旋容屑槽的加工方法：工件以一定的速度围绕工件轴线转动，刀具在平行和垂直于工件轴线的两个方向运动加工其螺旋容屑槽。对于环面蜗轮滚刀，由于滚刀基本蜗杆螺旋面上的螺旋升角γ处处不同：在分度环面上，沿着滚刀轴向呈现出中间小两端大的趋势，采用上述加工螺旋容屑槽的方法无法实现在分度环面上每个刀齿两侧的前角都为0°，因此无法保证刀齿的良好切削性能。

发明内容

本发明的目的是要提供一种在带有C轴的通用数控铣床上加工环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的方法，在铣削环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的同时也铣削出环面蜗轮滚刀的前刀面，这种铣削方法能够保证在分度环面上每个刀齿两侧的前角都为0°。

为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括：滚刀基本蜗杆1、圆柱铣刀2、蜗杆轴线3和铣刀轴线4，滚刀基本蜗杆1的喉部中间平面和蜗杆轴线3的交点为O，滚刀基本蜗杆1的齿根圆弧半径为R_f、其圆心为O₁，OO₁为环面蜗杆副的中心距a，d₁为滚刀基本蜗杆1的喉部分度圆直径，γ为滚刀基本蜗杆1螺旋面在分度环面上的导程角，为由毛坯加工滚刀基本蜗杆1的螺旋面时毛坯的转角，滚刀基本蜗杆1绕蜗杆轴线3随C轴转动、瞬时转角Z轴与蜗杆轴线3重合，X轴与OO₁重合，铣刀轴线4始终与X轴平行，圆柱铣刀2绕铣刀轴线4自转并且做Z轴和X轴方向的运动，瞬时位移z_i和x_i满足关系式：相对运动关系满足：X轴、Z轴和C轴联动，加工出环面蜗轮滚刀的螺旋容屑槽5，形成环面蜗轮滚刀的前刀面6，前刀面6在分度环面上的导程角满足在分度环面上每个刀齿两侧的前角都为0°。

上述的环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的铣削方法中，将圆柱铣刀2换成圆锥铣刀，加工出环面蜗轮滚刀的螺旋容屑槽5，形成环面蜗轮滚刀的前刀面6，同样满足在分度环面上每个刀齿两侧的前角都为0°。

本发明的有益效果在于：通过采用X轴、Z轴和C轴联动铣削加工环面蜗轮滚刀的螺旋容屑槽，形成环面蜗轮滚刀的前刀面，满足加工出的环面蜗轮滚刀的前刀面和滚刀基本蜗杆的螺旋面在分度环面处垂直，实现在分度环面上每个刀齿两侧的前角都为0°，进而得到具有良好切削性能的环面蜗轮滚刀。

附图说明

图1为在三轴联动的数控铣床上环面蜗轮滚刀螺旋容屑槽的铣削原理图；

图2为滚刀基本蜗杆示意图；

图3为环面蜗轮滚刀的螺旋容屑槽和前刀面示意图；