專(zhuān)利名稱(chēng)：大模數(shù)齒條齒形精加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及大模數(shù)齒條齒形精加工方法。
背景技術(shù)：
齒條是齒輪傳動(dòng)裝置中重要的基礎(chǔ)傳動(dòng)件之一。其承載能力和使用壽命的高低是 齒條制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志。現(xiàn)有礦山設(shè)備和鍛壓、軋鋼等冶金設(shè)備中的大模數(shù)齒條，其 齒形精度采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB1009-88)8級(jí) 9級(jí)中等精度等級(jí)，齒面硬度采用HB ( 350的 中等硬度，齒面粗糙度Ra要求3. 2 1. 6 y m。此類(lèi)大模數(shù)齒條齒形精加工采用銑削加工方 法完全能夠到達(dá)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙要求。近年來(lái)在某些特殊產(chǎn)品中出現(xiàn)了硬齒面齒條。這類(lèi)齒條其齒形精度采用相當(dāng)于國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)(GB1009-88)7級(jí) 8級(jí)比較高的精度等級(jí)，齒面硬度采用HRC55以上，齒面粗糙度 Ra要求0. 8 y m。對(duì)于大模數(shù)硬齒面齒條齒形的精加工而言，受現(xiàn)有磨削設(shè)備加工尺寸的限 制，目前采用特殊高硬度硬質(zhì)合金刀具銑削精加工齒形，費(fèi)用高，加工效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種加工質(zhì)量好、成本更低的大模數(shù)齒條齒形精 加工方法。解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是大模數(shù)齒條齒形精加工方法，將粗加工后的齒 條安裝在數(shù)控銑鏜床的工作臺(tái)上，并在該數(shù)控銑鏜床的滑枕的端面處安裝帶有砂輪的磨削 裝置，通過(guò)控制數(shù)控銑鏜床中的滑枕與工作臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使砂輪沿一定的軌跡對(duì)齒條的齒 形進(jìn)行磨削。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)在滑枕的端面處安裝磨削裝置從而將齒條磨削加工應(yīng) 用到數(shù)控銑鏜床如龍門(mén)銑上，從而代替了磨床，擴(kuò)展了通用機(jī)床的加工范圍，解決了大模數(shù) 齒條齒形精加工無(wú)法磨削的問(wèn)題，有效提高齒條的齒形精度及齒面質(zhì)量。此方法具有技術(shù) 可靠、操作靈活、易于實(shí)施、所需成本低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。特別適用于單件小批量大模數(shù)齒 條的磨削加工。


圖1為本發(fā)明的加工示意圖。圖2為本發(fā)明中加工齒形齒斜面的示意圖。圖3為本發(fā)明中采用單齒法進(jìn)刀方式加工齒形齒斜面的示意圖。圖4為本發(fā)明中采用多齒法進(jìn)刀方式加工齒形齒斜面的示意圖。圖5為本發(fā)明中加工齒底圓弧的示意圖。圖6為齒條齒形結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記為磨削裝置1、砂輪2、齒斜面成型砂輪201、齒底圓弧成型砂輪202、滑 枕3、數(shù)控銑鏜床4、工作臺(tái)5、齒條6、左齒斜面701、右齒斜面702、左齒底圓弧801、右齒底圓弧802、齒斜面方向B、齒距方向X、齒高方向Y、齒寬方向V。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示的大模數(shù)齒條齒形精加工方法，將粗加工后的齒條6安裝在數(shù)控銑鏜 床4的工作臺(tái)5上，并在該數(shù)控銑鏜床4的滑枕3的端面處安裝帶有砂輪2的磨削裝置1， 通過(guò)控制數(shù)控銑鏜床4中的滑枕3與工作臺(tái)5的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使砂輪2沿一定的軌跡對(duì)齒條6 的齒形進(jìn)行磨削。磨削裝置1能夠帶動(dòng)砂輪2旋轉(zhuǎn)，其重量最好小于數(shù)控銑鏜床4所帶的 附件角銑頭的重量，安裝方式可與附件角銑頭相同，這樣實(shí)際上是用磨削裝置1替代了數(shù) 控銑鏜床4的附件角銑頭，因此在滑枕3上安裝磨削裝置1后實(shí)現(xiàn)了數(shù)控銑鏜床4的磨削 功能。可見(jiàn)，本發(fā)明通過(guò)在滑枕3的端面處安裝磨削裝置1從而將齒條磨削加工應(yīng)用到數(shù) 控銑鏜床如龍門(mén)銑上，擴(kuò)展了通用機(jī)床的加工范圍，解決了大模數(shù)齒條齒形精加工無(wú)法磨 削的問(wèn)題，有效提高齒條的齒形精度及齒面質(zhì)量。如圖1 2所示，本發(fā)明可通過(guò)數(shù)控編程控制數(shù)控銑鏜床4中的滑枕3與工作臺(tái) 5之間分別在齒距方向X、齒高方向Y以及齒寬方向V的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使砂輪2沿一定的軌跡 對(duì)齒條6的齒形進(jìn)行磨削，從而保證加工效率和精度。數(shù)控編程可實(shí)現(xiàn)砂輪2在由齒距方 向X、齒高方向Y和齒寬方向V構(gòu)成的空間坐標(biāo)系中多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，為砂輪2的進(jìn)刀方式提供 了更多選擇。其中，滑枕3與工作臺(tái)5之間分別在齒距方向X和齒高方向Y上的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 是通過(guò)滑枕3的橫移和伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而滑枕3與工作臺(tái)5之間在齒寬方向V的相對(duì)運(yùn)動(dòng) 最好通過(guò)工作臺(tái)5的縱向移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣可以減少數(shù)控銑鏜床水平滑枕作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的次 數(shù)，保護(hù)水平滑枕的運(yùn)動(dòng)精度。實(shí)施例使用本發(fā)明的大模數(shù)齒條齒形精加工方法加工圖6所示的齒條齒形。該齒形的每 個(gè)齒由左齒斜面701、右齒斜面702、左齒底圓弧801、右齒底圓弧802以及齒底面組成。由 于大模數(shù)齒條齒形磨削面積大，故采用分段成形法磨削。如圖2 4所示，先使用齒斜面成 型砂輪201按照軌跡法的磨削方式成型各齒的左齒斜面701和右齒斜面702，然后如圖5所 示使用齒底圓弧成型砂輪202按照成型法的磨削方式成型各齒的左齒底圓弧801和右齒底 圓弧802。先成型各齒的左齒斜面701和右齒斜面702，然后再成型各齒的左齒底圓弧801 和右齒底圓弧802的順序可保證左齒斜面701與左齒底圓弧801之間以及右齒斜面702與 右齒底圓弧802之間的圓滑過(guò)渡，便于齒厚、齒距尺寸和精度直接控制和檢測(cè)。上述“軌跡 法的磨削方式”是指磨削時(shí)齒斜面成型砂輪201具有沿齒斜面方向B的運(yùn)動(dòng)，即沿左齒斜面 701和右齒斜面702軌跡的運(yùn)動(dòng)。而“成型法的磨削方式”是指將齒底圓弧成型砂輪202的 外緣修形成與左齒底圓弧801和右齒底圓弧802 —致的形狀，然后通過(guò)齒底圓弧成型砂輪 202相對(duì)齒條6沿齒寬方向V的往復(fù)運(yùn)動(dòng)成型左齒底圓弧801和右齒底圓弧802的磨削方 法。“軌跡法的磨削方式”以及“成型法的磨削方式”分別為本領(lǐng)域的公知技術(shù)。如圖3 4所示，通過(guò)齒斜面成型砂輪201成型各齒的左齒斜面701和右齒斜面 702時(shí)，采用單齒法或多齒法的進(jìn)刀方式控制齒斜面成型砂輪201的運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖3所 示，所述“單齒法”是指齒斜面成型砂輪201先沿齒斜面方向B的進(jìn)刀方向加工一個(gè)齒的左 齒斜面701或右齒斜面702，到位后再沿齒距方向X移動(dòng)一個(gè)齒的距離后加工下一個(gè)齒的左
4齒斜面701或右齒斜面702，依此類(lèi)推加工各齒的左齒斜面701和右齒斜面702。如圖4所 示，所述“多齒法”是指先將齒斜面成型砂輪201固定在某一齒高位置，將一個(gè)齒上位于該 齒高位置上的左齒斜面701或右齒斜面702磨削后，再沿齒距方向X移動(dòng)一個(gè)齒的距離后 加工下一個(gè)齒上位于該齒高位置上的左齒斜面701或右齒斜面702，直到將此高度所有左 齒斜面701和右齒斜面702磨削后，齒斜面成型砂輪201再沿齒高方向Y進(jìn)刀，并重復(fù)上述 操作直至各齒的左齒斜面701和右齒斜面702加工完成。兩種進(jìn)刀方式主要根據(jù)齒條磨削 前熱處理變形情況、變形大小、齒面磨削余量的大小及均勻性來(lái)選擇。當(dāng)齒條變形較大，齒 面磨削余量不均，采用單齒法進(jìn)刀方式。當(dāng)齒條變形較小，齒面磨削余量均勻，采用多齒法 進(jìn)刀方式。由于齒形的齒底面不與齒輪接觸，對(duì)其尺寸及位置沒(méi)有精度要求，因此對(duì)齒條6 的各齒的齒底面進(jìn)行粗加工時(shí)可直接加工到位。通過(guò)磨削方法對(duì)大模數(shù)齒條齒形進(jìn)行精加工時(shí)還會(huì)涉及到及磨削基準(zhǔn)的選定、磨 削余量的確定、砂輪參數(shù)及磨削用量的選擇、冷卻液的供給、砂輪的修整方法的內(nèi)容，這些 都是本領(lǐng)域的公知技術(shù)，在此不在贅述。
權(quán)利要求
大模數(shù)齒條齒形精加工方法，其特征在于將粗加工后的齒條(6)安裝在數(shù)控銑鏜床(4)的工作臺(tái)(5)上，并在該數(shù)控銑鏜床(4)的滑枕(3)的端面處安裝帶有砂輪(2)的磨削裝置(1)，通過(guò)控制數(shù)控銑鏜床(4)中的滑枕(3)與工作臺(tái)(5)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使砂輪(2)沿一定的軌跡對(duì)齒條(6)的齒形進(jìn)行磨削。
2.如權(quán)利要求1所述的大模數(shù)齒條齒形精加工方法，其特征在于通過(guò)數(shù)控編程控制 數(shù)控銑鏜床(4)中的滑枕(3)與工作臺(tái)(5)之間分別在齒距方向(X)、齒高方向(Y)以及齒 寬方向(V)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使砂輪(2)沿一定的軌跡對(duì)齒條(6)的齒形進(jìn)行磨削。
3.如權(quán)利要求2所述的大模數(shù)齒條齒形精加工方法，其特征在于先使用齒斜面成型 砂輪(201)按照軌跡法的磨削方式成型各齒的左齒斜面(701)和右齒斜面(702)，然后使用 齒底圓弧成型砂輪(202)按照成型法的磨削方式成型各齒的左齒底圓弧(801)和右齒底圓 弧(802)。
4.如權(quán)利要求3所述的大模數(shù)齒條齒形精加工方法，其特征在于在通過(guò)齒斜面成型 砂輪(201)成型各齒的左齒斜面(701)和右齒斜面(702)時(shí)，采用單齒法或多齒法的進(jìn)刀 方式控制齒斜面成型砂輪(201)的運(yùn)動(dòng)軌跡。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種加工質(zhì)量好、成本更低的大模數(shù)齒條齒形精加工方法。該方法的特點(diǎn)是將粗加工后的齒條安裝在數(shù)控銑鏜床的工作臺(tái)上，并在該數(shù)控銑鏜床的滑枕的端面處安裝帶有砂輪的磨削裝置，通過(guò)控制數(shù)控銑鏜床中的滑枕與工作臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)使砂輪沿一定的軌跡對(duì)齒條的齒形進(jìn)行磨削。通過(guò)在滑枕的端面處安裝磨削裝置從而將齒條磨削加工應(yīng)用到數(shù)控銑鏜床如龍門(mén)銑上，擴(kuò)展了通用機(jī)床的加工范圍，解決了大模數(shù)齒條齒形精加工無(wú)法磨削的問(wèn)題，有效提高齒條的齒形精度及齒面質(zhì)量。此方法具有技術(shù)可靠、操作靈活、易于實(shí)施、所需成本低、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)。特別適用于單件小批量大模數(shù)齒條的磨削加工。
文檔編號(hào)B23F19/00GK101850446SQ20101018715
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者付建平, 劉毅, 張英軍, 王永成 申請(qǐng)人:二重集團(tuán)(德陽(yáng))重型裝備股份有限公司