一種齒輪加工單齒分度工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種齒輪加工單齒分度工藝，屬于機械加工技術領域。該工藝包括如下步驟：加工第1圈時，在齒輪一周n個均布位置上，每處連續(xù)加工兩個相鄰齒槽；后續(xù)加工時，在每處已加工齒槽的左側和右側相鄰位置再分別加工一個齒槽。該工藝通過優(yōu)化單齒分度過程，嚴格控制任意相鄰齒槽的加工時間間隔，降低工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對齒距誤差的影響，有效降低單個齒距誤差fpt，提高加工精度穩(wěn)定性；該工藝通過優(yōu)化數(shù)控加工程序?qū)崿F(xiàn)，不需要額外增加設備投資。
【專利說明】
一種齒輪加工單齒分度工藝
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種齒輪加工單齒分度工藝，屬于機械加工技術領域。
【背景技術】
[0002]齒輪加工精度主要包括三個方面:齒形精度、齒向精度和齒距精度，其中齒距精度對齒輪傳動的噪音和振動有重要影響。對于不同的齒輪加工方法，齒距誤差的來源不一樣。插齒、滾齒、蝸桿磨齒等工藝，采用展成原理進行連續(xù)加工，齒距誤差主要由刀具精度和設備精度決定。成形銑齒、成形磨齒、指形刀銑齒、人字齒包絡銑等工藝，采用的是單齒加工，單個齒距誤差fPt容易受到工藝系統(tǒng)熱致變形和刀具磨損等因素的影響，容易出現(xiàn)規(guī)律性的單個齒距誤差fpt波動。
[0003]單齒加工時，有兩種常用單齒分度工藝:連續(xù)分度和跨齒分度。連續(xù)分度時，首尾齒相鄰;跨齒分度時，第I圈加工的齒和最后一圈加工的齒相鄰，都容易出現(xiàn)單個齒距誤差fPt顯著波動。為了降低單齒加工時的單個齒距誤差fPt波動，可以對工藝系統(tǒng)進行大流量冷卻液強制冷卻，并采用高耐磨性的刀具。這種方法既不符合綠色環(huán)保加工的發(fā)展趨勢，又會顯著提高加工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的技術問題是:提出一種降低工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對齒距誤差的影響，有效降低單個齒距誤差fpt，提高加工精度穩(wěn)定性的齒輪加工單齒分度工藝。
[0005]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出的技術方案是:一種齒輪加工單齒分度工藝，包括如下步驟:加工第I圈時，在齒輪一周η個均布位置上，η多2，且η為整數(shù)，每處連續(xù)加工兩個相鄰齒槽;后續(xù)加工時，在每處已加工齒槽的左側和右側相鄰位置再分別加工一個齒槽。
[0006]優(yōu)選的，包括如下步驟:
[0007](a)加工圈數(shù)為k，且k為整數(shù)，加工第I圈，S卩k= I時，在齒圈的η個均布位置上，每處連續(xù)加工兩個齒槽，一共加工2 X η個齒槽，加工齒槽順序編號P為:
[0008]P = i i = l，2，."，2Xn
[0009](b)后續(xù)加工時，在每處已加工齒槽的左側和右側相鄰位置再分別加工一個齒槽，加工至第k圈時，各個齒槽順序編號P為:
[0010]P = 2XnX(k-l)+i i = l，2，."，2Xn
[0011](c)直至所有齒槽加工完；
[0012]上述的齒輪加工單齒分度工藝控制任意兩個相鄰齒槽之間的加工時間間隔為:I或2 X η個齒槽加工時間。
[0013]優(yōu)選的，在步驟(a)后還需要依據(jù)各個齒槽順序編號P，確定對應的齒槽相位編號Q，整個齒輪上齒槽相位編號以第一個齒槽為I，然后順時針依次編號，假設總齒數(shù)為m，則齒槽相位編號Q的范圍為從I到m;依據(jù)齒槽順序編號P，計算齒槽相位編號Q的計算方法為:
[0014]SI:引入?yún)?shù)p、g、H，計算p = P-l，g = 2Xn;計算
[0015]H=mod(p,2) + (2 Xmod(p ,2)-1) Xfloor(p/g)+floor(mod(p,g)/2) Xfloor(m/g)X 2+floor(p/g) Xm
[0016]S2:如果mod(m，gXl，那么Q = H+1，跳到步驟e;否則進入下一步；
[0017]S3:如果!]!?！?]!^)^；;^。。！^!]!!^^^)/〗)X 2+1，那么Q = H+mod(m，g)，跳到步驟e ；否則進入下一步；
[0018]S4:Q = H+floor(mod(p,g)/2) X2+1，進入下一步；
[0019]S5:Q=mod(Q，m)，計算結束；
[0020]其中，mod為求余函數(shù)，floor為向下取整函數(shù)。
[0021]優(yōu)選的，所述m彡35，且m為整數(shù);所述4彡η彡8，且η為整數(shù)。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明的目的是在在單齒加工時，有效降低工藝系統(tǒng)熱致變形、刀具磨損等隨著時間逐漸變化的因素對單個齒距誤差fPt的影響，提高單個齒距精度。在深入研究齒輪的單個齒距誤差fPt的評價方法，以及傳統(tǒng)的單齒分度工藝之后，提出一種優(yōu)化的單齒分度工藝。本發(fā)明的單齒分度工藝可以有效控制任意兩個相鄰齒之間的加工時間間隔，從而減小單個齒距誤差fPt的波動。
[0024]本發(fā)明的均布分度工藝可以嚴格控制任意兩個相鄰齒槽之間的加工時間間隔為:I或者2 Xn個齒槽加工時間。這樣可以把工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對單個齒距誤差fpt的影響限制在2Xn個齒槽加工時間以內(nèi)，有效降低單個齒距誤差fpt，提高齒輪精度。
[0025]本發(fā)明的齒輪加工單齒分度工藝不調(diào)整數(shù)控機床的原有結構或者增加輔助設備，只需要進行加工程序的優(yōu)化，就可以有效降低齒輪加工的單個齒距誤差fPt，提高齒距精度。
【附圖說明】
[0026]下面結合附圖對本發(fā)明的作進一步說明。
[0027]圖1均布分度原理示意圖
[0028]圖2均布分度實例示意圖
[0029]圖3連續(xù)分度時的單個齒距測量報告(10級)
[0030]圖4跨齒分度時的單個齒距測量報告(11級)
[0031]圖5均布分度時的單個齒距測量報告(6級)
【具體實施方式】
[0032]實施例
[0033]實際應用時，要注意均布位置數(shù)的選取。齒輪總齒數(shù)為m，均布位置數(shù)為n，那么每一圈加工齒槽數(shù)為2Xn，整個加工轉臺需要旋轉的空行程圈數(shù)大概為J=m/(2Xn)，任意兩個相鄰齒槽之間間隔的加工齒數(shù)最多為L = 2Xn。實際加工時，空行程圈數(shù)J越小越好，可以節(jié)省空行程時間；相鄰齒槽間隔的加工齒數(shù)L也是越小越好，可以減小工藝系統(tǒng)熱變形和刀具磨損對齒距精度的影響，所以均布位置數(shù)η的選擇要兼顧這兩個因素。
[0034]如圖2所示，假設齒輪總齒數(shù)m為36，均布位置數(shù)η取為5，加工的空行程圈數(shù)大概為3.6圈(36/(2Χη))，任意兩個相鄰齒槽之間間隔的加工齒數(shù)最多為10。
[0035]依據(jù)加工順序編號P，計算加工相位編號Q，具體步驟如下:
[0036]SI:引入?yún)?shù)p、g、H，計算p = P-l，g = 2Xn;計算
[0037]H=mod(p, 2) + (2 Xmod(p ,2)-1) X floor (p/g)+floor (mod (p, g)/2) X f loor(m/g)X 2+f 10r(p/g) Xm
[0038]S2:如果mod(m，gXl，那么Q = H+1，跳到步驟S5;否則進入下一步；
[0039]S3:如果mod(m，gXfloor(mod(p，g)/2) X2+1，那么Q = H+mod(m，g)，跳到步驟S5;否則進入下一步；.
[0040]S4:Q = H+floor(mod(p,g)/2) X2+1，進入下一步；
[0041]S5:Q=mod(Q，m)，計算結束；
[0042]其中，mod為求余函數(shù)，floor為向下取整函數(shù)。
[0043]為說明的更直觀，以幾個具體數(shù)值代入上述步驟進行計算，計算結果可以與圖2所示進行對比。
[0044]當P= I時，
[0045]S1:p = 0，g = 10;計算
[0046]H = mod(0, 2) + (2 X mod (O ,2)-1) X floor (0/10 )+f 10r (mod(0,10)/2) X floor(36/10) X2+floor(0/10) X36 = 0
[0047]S2:mod(36,10)>1,不滿足條件;進入下一步
[0048]S3:mod(36,10)>floor(mod(0,10)/2) X2+1，不滿足條件;進入下一步
[0049]S4:Q = 0+f loor(mod(0,10)/2) X 2+1 = I，進入下一步。
[0050]S5:Q=mod(l ,36) = 1，計算結束。
[0051]即，P= I時，算得 Q= I。
[0052]當P = 15 時，
[0053]SI:p= 14，g = 10;計算H=mod( 14，2) + (2 Xmod( 14，2)-1) X f10r(14/10)+floor(mod(14,10)/2) Xfloor(36/10) X2+floor(14/10) X36 = 47
[0054]S2:mod(36,10)>1,不滿足條件;進入下一步
[0055]S3:mod(36,10)>floor(mod(14,10)/2) X2+1，不滿足條件；進入下一步
[0056]S4:Q = 47+f loor(mod(14,10)/2) X 2+1 = 52，進入下一步。
[0057]S5:Q=mod(52,36) = 16，計算結束。
[0058]即，p= i5 時，算得 Q=16。
[0059]當P = 29 時，
[0060]S1:p = 28，g = 10;計算H=mod(28,2) + (2 Xmod(28,2)-1) X floor(28/10)+floor(mod(28,10)/2) Xfloor(36/10) X2+floor(28/10) X36 = 94
[0061 ] S2:mod(36,10)>1,不滿足條件;進入下一步
[0062]S3:mod(36，10)〈 = floor(mod(28，10)/2)X2+l，Q = 94+mod(36，10) = 100j^lJ#
驟S5;
[0063]S5:Q=mod(100,36) =28，計算結束。
[0064]即，P= 29 時，算得 Q = 28。
[0065]以成形銑齒測量報告(海克斯康測量儀)作為樣例，對比說明本發(fā)明的實際效果。圖3所示為連續(xù)分度時的測量報告，在首尾齒部分出現(xiàn)單個齒距誤差波動，精度等級為10級(IS01328-1:1997)。圖4所示為跨齒分度時的測量報告，在第I圈和最后一圈相鄰的部分出現(xiàn)單個齒距誤差波動，精度等級為11級。圖5所示為采用本實施例的測量報告，沒有出現(xiàn)明顯異常波動，精度等級提尚至6級。
[0066]本發(fā)明的不局限于上述實施例所述的具體技術方案，凡采用等同替換形成的技術方案均為本發(fā)明要求的保護范圍。
【主權項】
1.一種齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:包括如下步驟:加工第I圈時，在齒輪一周η個均布位置上，η多2，且η為整數(shù)，每處連續(xù)加工兩個相鄰齒槽;后續(xù)加工時，在每處已加工齒槽的左側和右側相鄰位置再分別加工一個齒槽。2.根據(jù)權利要求1所述的齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:包括如下步驟: (a)加工圈數(shù)為k，且k為整數(shù)，加工第I圈，S卩k=l時，在齒圈的η個均布位置上，每處連續(xù)加工兩個齒槽，一共加工2 X η個齒槽，加工齒槽順序編號P為: P= i i = l，2，.._，2Xn (b)后續(xù)加工時，在每處已加工齒槽的左側和右側相鄰位置再分別加工一個齒槽，加工至第k圈時，各個齒槽順序編號P為:P = 2 XnX (k-1 )+i ? = 1,2,...,2Χη (c)直至所有齒槽加工完； 上述的齒輪加工單齒分度工藝控制任意兩個相鄰齒槽之間的加工時間間隔為:I或2 Xη個齒槽加工時間。3.根據(jù)權利要求2所述的齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:包括如下步驟:在步驟(a)后還需要依據(jù)各個齒槽順序編號P，確定對應的齒槽相位編號Q，整個齒輪上齒槽相位編號以第一個齒槽為1，然后順時針依次編號，假設總齒數(shù)為m，則齒槽相位編號Q的范圍為從I到m;依據(jù)齒槽順序編號P，計算齒槽相位編號Q的計算方法為: SI:引入?yún)?shù)p、g、H，計算p = P-l，g = 2Xn;計算H=mod(p, 2) + (2 Xmod(p ,2)-1) X floor(p/g)+f10r(mod(p ,g)/2) X floor(m/g) X 2+floor(p/g) Xm S2:如果mod(m, g)彡I，那么Q = H+1，跳到步驟S5 ；否則進入下一步； S3:如果mod(m，gXfloor(mod(p，g)/2) X 2+1，那么Q = H+mod(m，g)，跳到步驟S5;否則進入下一步；.S4:Q = H+f10r(mod(p,g)/2) X2+1，進入下一步； S5:Q=mod(Q，m)，計算結束； 其中，mod為求余函數(shù)，floor為向下取整函數(shù)。4.根據(jù)權利要求3所述的齒輪加工單齒分度工藝，其特征在于:所述m多35，且m為整數(shù)；所述4<n<8，且η為整數(shù)。
【文檔編號】B23F5/20GK106041223SQ201610405965
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月8日
【發(fā)明人】張虎, 張金, 于春建, 方成剛, 洪榮晶, 黃筱調(diào)
【申請人】南京工大數(shù)控科技有限公司