[发明专利]一种圆柱齿轮精加工刮削刀具设计方法及刮削修形工艺

权利要求书

1.一种圆柱齿轮精加工刮削刀具的设计方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1，刮削刀具(1)为圆柱刮削刀具，刮削刀具(1)端面呈凸锥型，且刮削刀具(1)的侧面与端面均均匀分布若干齿结构，且每个端面齿结构的凹形前刀面(9)都对应侧面齿结构凸形后刀面(10)；

步骤2，计算刮削刀具(1)刀倾后的刀齿(2)两侧的侧刀刃(3)的工作前角以及顶刃(4)的工作后角，所述刀齿(2)为刮削刀具(1)侧面齿结构，结合齿轮工件(5)材料的切削加工性及刀齿(2)的结构强度，为刀齿两侧刀刃(3)单独设计标注前角，并为顶刃(4)设计标注后角，顶刃(4)为刀齿(2)顶部的刀刃；侧刀刃(3)的标注前角γ_s是指向凸锥形端面(6)的方向，每个刀齿(2)分左右两个侧刀刃前刀面(9)，分别对应两条侧刀刃(3)，两侧刀刃(3)的标注前角γ_s范围为0～10°；

步骤3，结合齿轮工件(5)材料的切削加工性及刀齿(2)的结构强度，设计刮削刀具(1)凸锥型端面(6)的锥底角。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱齿轮精加工刮削刀具的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，刮削刀具(1)的刀倾τ为刮削刀具(1)中刀齿(2)的尾部相对齿轮工件(5)齿槽抬起角度，刀倾τ的角度为0～15°。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱齿轮精加工刮削刀具的设计方法，其特征在于，所述步骤2中，顶刃(4)的标注后角α_τ为刀齿(2)刀尖部分刀刃的后角，顶刃（ 4） 标注后角α_τ范围为0～10°；当顶刃(4)后角α_τ等于0°时，顶刃后刀面(7)为圆柱面，α_τ不等于0°时，顶刃后刀面(7)为锥面。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱齿轮精加工刮削刀具的设计方法，其特征在于，所述步骤3中，凸锥形端面(6)锥底角ε是指刮削刀具(1)端面整体呈锥形，锥顶向刮削刀具(1)外侧凸出，其底角即为凸锥形端面(6)锥底角，锥底角ε范围为0～20°，且不包括0°。

5.一种刮削修形加工方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1，设计刮削刀具侧刀刃标注前角：

计算刮削刀具(1)刀倾后的刀齿(2)两侧的侧刀刃(3)的工作前角，所述刀齿(2)为刮削刀具(1)侧面齿结构，结合齿轮工件(5)材料的切削加工性及刀齿(2)的结构强度，为刀齿两侧刀刃(3)单独设计标注前角， 侧刀刃(3)的标注前角γ_s是指向凸锥形端面(6)的方向，每个刀齿(2)分左右两个侧刀刃前刀面(9)，分别对应两条侧刀刃(3)，两侧刀刃(3)的标注前角γ_s范围为0～10°；

步骤2，刮削齿廓修形加工：

将齿轮工件(5)齿廓修形量直接加到标准齿面得到修形齿面(8)，结合刮削刀具(1)侧刀刃前刀面(9)形状及刮削刀具(1)刀倾安装调整，由修形齿面(8)在侧刀刃前刀面(9)上包络侧刀刃(3)曲线，以侧刀刃(3)曲线为基础，构造并磨削刮削刀具(1)中刀齿(2)两侧刀刃后刀面(10)，然后以磨削后的刮削刀具(1)刮削齿轮工件(5)修形齿面(8)，实现刮削齿廓修形加工；

步骤3，刮削齿向修形加工：

根据齿轮工件(5)的齿向修形曲线(11)，确定刮削刀具(1)相对齿轮工件(5)在不同时刻的位置与姿态调整量Δz，Δy，Δ∑的初始值，求解修形齿面(8)与侧刀刃(3)的线面接触方程，获得刮削刀具(1)不同时刻位置与姿态坐标，拟合刮削刀具(1)单面切运动轨迹，以单面切的方式实现对齿轮工件(5)的刮削齿向修形加工。