專利名稱：一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及小模數(shù)弧齒錐齒輪和小模數(shù)雙曲線齒輪生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于小模數(shù)弧齒錐齒輪的優(yōu)越性能，小模數(shù)弧齒錐齒輪被廣泛地應(yīng)用在電動工具、縫紉機械、儀表機械、園林機械等領(lǐng)域，量大、范圍廣。目前的小模數(shù)弧齒錐齒輪都是大小輪成對供應(yīng)，應(yīng)用企業(yè)裝配時必須成對安裝，并調(diào)整大小輪的安裝距，直至大小輪接觸區(qū)和嚙合間隙達(dá)到運轉(zhuǎn)要求。這一切在裝配過程中往往要占用較多的工作時間。
當(dāng)前國內(nèi)外人力成本不斷上升，不少大量需求小模數(shù)弧齒錐齒輪的企業(yè)一直在探索如何減少錐齒輪的裝配時間，提高小模數(shù)弧齒錐齒輪的裝配速度，降低裝配成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪的加工方法。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
所述方法包括如下步驟
1)分別對大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測量，由齒厚測量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；
2)用三維數(shù)字測量儀對大小輪加工齒面誤差測試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；
3)對所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。通過以上技術(shù)方案，本發(fā)明的加工方法可以應(yīng)用于大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪，這種齒輪的安裝不需調(diào)整，替代傳統(tǒng)的成對配制供應(yīng)模式，可大大縮短裝配時間，滿足市場需求。


圖I為平頂齒輪加工原理，切削錐齒輪；
圖2為雙面法加工弧齒錐齒輪、齒寬中點在齒槽中間，凹面、凸面螺旋角都不同；
圖3為游標(biāo)卡尺測量齒厚示意 圖4為比較法測量齒厚示意 圖5為采用安裝基面作為基準(zhǔn)的齒厚測量裝置示意 圖6為圖5所測量齒輪的放大 圖7為圖6所示齒輪的齒厚測量放大圖；圖8為圖5所示齒厚測量裝置測小輪時的部分裝置結(jié)構(gòu)示意 圖9為采用數(shù)控三維測量僅測量齒輪齒面的齒面范圍圖；(參照AGMA的標(biāo)準(zhǔn)，在齒面測量范圍內(nèi)齒高方向測量5個點，齒寬方向測量9個點)
圖10為實施例I中大小輪結(jié)構(gòu)及參數(shù) 圖11為實施例I中采用數(shù)控三維測量所測量的大輪三維測量齒面誤差值；
圖12為實施例I中按照圖11所獲得的網(wǎng)格 圖13為實施例I中采用數(shù)控三維測量所測量的小輪三維測量齒面誤差值；
圖14為實施例I中按照圖13所獲得的網(wǎng)格圖。
具體實施例方式如圖I所示，圓錐齒輪傳動嚙合原理引入當(dāng)量圓柱齒輪概念、圓錐齒輪的加工應(yīng)用平頂齒輪切削原理，切削刀具垂直被切齒輪的根圓錐，被切齒輪按根錐角安裝。小模數(shù)弧齒錐齒輪采用雙重雙面切削加工方法，以及對大小輪的齒厚控制，借助于滾動檢查機對輪齒接觸區(qū)的配對，嚙合間隙的控制，實現(xiàn)小模數(shù)弧齒錐齒輪的成對生產(chǎn)，成對供貨。圖中包括平頂產(chǎn)形齒輪101、切削刀盤102、齒根角103、根錐角104、被加工齒輪105。如圖2所示，小模數(shù)弧齒錐齒輪一般采用雙重雙面切削加工法，大小輪都用雙面法加工。雙面刀盤刀齒經(jīng)過齒槽切削一輪齒的凹凸面，輪齒凹面，輪齒凸面，齒槽中間在齒寬中點的螺旋角都不相同。上述二方面，這就要經(jīng)過一系列修正，才能使大小輪正常嚙合。并獲得所需輪齒接觸區(qū)。如圖3所示，圓錐齒輪的齒厚控制一般采用齒厚游標(biāo)卡尺測量，或如圖4所示，以比較法來控制齒厚，并通過滾動檢查機來調(diào)試大小輪的接觸區(qū)，及嚙合間隙，達(dá)到大小輪成對相配，最終成對出廠。成對供應(yīng)的齒輪在應(yīng)用工廠要成對地安裝，并通過安裝距的調(diào)整，直至大小輪嚙合接觸區(qū)，嚙合間隙滿足運轉(zhuǎn)要求。即這種成對生產(chǎn)的小模數(shù)弧齒錐齒輪在裝配時要修正安裝距，以達(dá)到所需的接觸區(qū)，所需的嚙合間隙，滿足運轉(zhuǎn)要求。
本發(fā)明提供一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪加工方法，所述方法包括如下步驟
1)分別對大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測量，由齒厚測量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；
2)用三維數(shù)字測量儀對大小輪加工齒面誤差測試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；
3)對所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。以下進(jìn)行詳述
具體來說，步驟I)中，用如圖5所示的采用安裝基面作為基準(zhǔn)的齒厚測量裝置來進(jìn)行測量，該齒厚測量裝置設(shè)于安裝基面上。該齒厚測量裝置包括導(dǎo)軌5，所述導(dǎo)軌上設(shè)有可以前后移動的導(dǎo)軌滑塊一 6和導(dǎo)軌滑塊二 7,所述導(dǎo)軌滑塊一 6上設(shè)有表桿座8,所述表桿座8上豎有表桿尺9，所述表桿尺9上設(shè)有可以沿表桿尺9上下移動的表桿10，所述表桿10與帶可更換測量球的百分表或數(shù)顯尺13相連，所述導(dǎo)軌滑塊二 7上安裝有可精確定位，旋轉(zhuǎn)被測齒輪的工作臺11，該工作臺11為用于測量大輪的工作臺，可更換為用于測量小輪的工作臺，所述導(dǎo)軌滑塊一 6與導(dǎo)軌滑塊二 7中間設(shè)有固定的定位座12，所述定位座12與所述表桿座8之間設(shè)有放入塊規(guī)A的活動空間，所述測量裝置還包括放置于工作臺11上的塊規(guī)B，在測量大輪即節(jié)錐角大于45°的齒輪的時候，需更換工作臺為測量大輪的工作臺，此時所述塊規(guī)A的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪中心的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪底部的距離相同；在測量小輪即節(jié)錐角小于45°的齒輪的時候，需更換工作臺為測量小輪的工作臺，此時所述塊規(guī)A的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪底部的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪中心的距離相同；所述測量球的尺寸與所測齒輪的齒厚相配。該齒厚測量裝置，測量方便、測量精度高、有效、可靠。圖6、7、8分別是該齒厚測量裝置測試時齒輪的細(xì)節(jié)圖。采用該齒厚測量裝置測量齒輪齒厚時要按與齒輪相配的測量球直徑尺寸d、測量球至安裝基面的尺寸A、B來調(diào)整好測量裝置。測量球直徑尺寸d、測量球至基準(zhǔn)尺寸A、B(齒厚測量點到齒輪底部的距離、齒厚測量點到齒輪中心的距離)必須計算正確。小輪(分圓錐角小于45° )按圖8所示方法測量。
步驟2)中，用三維數(shù)字測量儀對大小輪加工齒面誤差測試、分析，修正加工參數(shù)；本發(fā)明里采用的是全自動CNC三維數(shù)字測量儀對大小輪齒面進(jìn)行三維測量(圖9)。先將理論齒面進(jìn)行計算，通過測量軟件測頭對齒面進(jìn)行測量，并與理論齒面進(jìn)行比較打印出齒面誤差值，并繪制出齒面網(wǎng)格圖，按齒面誤差值繪制的齒面網(wǎng)格圖可方便地、客觀地判斷輪齒切削狀況，并根據(jù)所判斷出的齒輪切削狀況，通過修正機床、刀具等的切削參數(shù)，確保加工出的齒面達(dá)到滿意，合格要求。步驟3)中，對所加工的齒輪在生產(chǎn)最后齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙確認(rèn)時，要壓縮滾動檢查機檢查大小輪輪齒接觸區(qū)，檢查大小輪安裝距誤差，并用塊規(guī)校正安裝距。以上述二點為基礎(chǔ)，由滾動檢查機調(diào)試大小輪齒面嚙合接觸區(qū)，以及嚙合間隙。非常重要的是要壓縮大小輪在檢查機上安裝距的誤差，來確認(rèn)大小輪最佳的嚙合接觸區(qū)和所需的嚙合間隙。滾動檢查機上可用精密塊規(guī)對安裝距進(jìn)行校檢。同時必須考慮大小輪的熱處理變形量。大批量生產(chǎn)時，可用多臺切削機床同時進(jìn)行加工統(tǒng)一參數(shù)的大小輪，但切削機床的安裝輪位、刀位必須一致。由齒厚測量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值，及CNC三維數(shù)字測量儀達(dá)到一致的輪齒曲面。按本發(fā)明所述加工方法，大批量生產(chǎn)的大小輪，可在正確安裝距下達(dá)到理想嚙合狀態(tài)，不需通過調(diào)整，可實現(xiàn)任一大輪和任一小輪安裝嚙合運轉(zhuǎn)。進(jìn)一步推動小模數(shù)弧齒錐齒輪加工技術(shù)的變革。安裝齒輪的箱體，要確保其齒輪安裝距的精確性，也可實施修正方法，使箱體安裝齒輪的安裝距達(dá)到要求，滿足可換齒輪的裝配要求。本發(fā)明的主要點是以安裝基面為齒厚測量的基準(zhǔn)對被加工齒輪進(jìn)行齒厚測量。及應(yīng)用三維數(shù)字測量儀對被加工齒輪齒面進(jìn)行測量，本實施例中所采用的三維數(shù)字測量儀是德國Klingelnberg公司的P26全自動數(shù)控測量中心。實施例I
以一組齒輪加工為例，
I)分別對大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測量，由齒厚測量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；
如圖7所示，計算出測量球及測量球至安裝基面尺寸。Z大=37、Z小=9，軸間角 δ =90。
m觀=1·387P螺旋角=35 °α齒形角=20 °
首先，計算出此測量齒厚、安裝基準(zhǔn)至測量球尺寸，
大輪
測量球d= Φ I. 75mm 測量球至安裝基面尺寸 A1=22. 25mm B1=H. 40mm 小輪
測量球尺寸(1=Φ I. 75mm 測量球至安裝基面尺寸 A2=Il. 75mmB2=5. 296mm
2).用三維數(shù)字測量儀對大小輪加工齒面誤差測試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；
即，采用全自動CNC三維數(shù)字測量儀，對大小輪齒面進(jìn)行三維測量，并繪制網(wǎng)格圖(圖1Γ 圖 14).
在上述二點實施中，控制大小輪齒厚一致性，及輪齒齒面形狀一致性，采用國產(chǎn)四軸聯(lián)動125毫米數(shù)控銑齒機進(jìn)行大小輪的批量加工。所采用加工機床要保證加工精度。3)、對所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。通過以上步驟，本實施例達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)，在所加工的大小輪中，在正確的安裝距下，可達(dá)到任一大輪與任一小輪嚙合，達(dá)到運轉(zhuǎn)要求。
權(quán)利要求
1.一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟 分別對大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測量，由齒厚測量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值； 用三維數(shù)字測量儀對大小輪加工齒面誤差測試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面； 對所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。
2.如權(quán)利要求I所述一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪加工方法，其特征在于，所述步驟I)中的齒厚測量裝置包括導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌上設(shè)有可以前后移動的導(dǎo)軌滑塊一和導(dǎo)軌滑塊二，所述導(dǎo)軌滑塊一上設(shè)有表桿座，所述表桿座上豎有表桿尺，所述表桿尺上設(shè)有可以沿表桿尺上下移動的表桿，所述表桿與帶可更換測量球的百分表或數(shù)顯尺相連，所述導(dǎo)軌滑塊二上安裝有可精確定位，旋轉(zhuǎn)被測齒輪的工作臺，該工作臺為用于測量大輪的工作臺，可更換為用于測量小輪的工作臺，所述導(dǎo)軌滑塊一與導(dǎo)軌滑塊二中間設(shè)有固定的定位座，所述定位座與所述表桿座之間設(shè)有放入塊規(guī)A的活動空間，所述測量裝置還包括放置于工作臺上的塊規(guī)B，在測量大輪即節(jié)錐角大于45°的齒輪的時候，需更換工作臺為測量大輪的工作臺，此時所述塊規(guī)A的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪中心的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪底部的距離相同；在測量小輪即節(jié)錐角小于45°的齒輪的時候，需更換工作臺為測量小輪的工作臺，此時所述塊規(guī)A的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪底部的距離相同，所述塊規(guī)B的尺寸與被測齒輪的齒厚測量點到齒輪中心的距離相同；所述測量球的尺寸與所測齒輪的齒厚相配。
3.如權(quán)利要求I所述一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪加工方法，其特征在于所述步驟2)中，先將理論齒面進(jìn)行計算，通過測量軟件測頭對齒面進(jìn)行測量，并與理論齒面進(jìn)行比較打印出齒面誤差值，并繪制出齒面網(wǎng)格圖，按齒面誤差值繪制的齒面網(wǎng)格圖可方便地、客觀地判斷輪齒切削狀況，并通過修正機床、刀具等的切削參數(shù)，確保齒面達(dá)到滿意，合格要求。
4.如權(quán)利要求I所述一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪加工方法，其特征在于所述步驟3)中，嚙合間隙確認(rèn)時，要壓縮滾動檢查機大小輪安裝距誤差，并用塊規(guī)校正安裝距。
全文摘要
本發(fā)明提供一種大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪的加工方法。所述方法包括如下步驟1) 分別對大輪和小輪以安裝基面為基準(zhǔn)進(jìn)行齒厚測量，由齒厚測量裝置控制一致的安裝基面為基準(zhǔn)的齒厚值；2) 用三維數(shù)字測量儀對大小輪加工齒面誤差測試、分析，修正加工參數(shù)，達(dá)到誤差范圍內(nèi)一致的輪齒齒面；3) 對所加工的齒輪的齒面嚙合接觸區(qū)、嚙合間隙進(jìn)行確認(rèn)。本發(fā)明的加工方法可以應(yīng)用于大批量生產(chǎn)可互換的小模數(shù)弧齒錐齒輪或小模數(shù)雙曲線齒輪，這種齒輪的安裝不需調(diào)整，替代傳統(tǒng)的成對配制供應(yīng)模式，可大大縮短裝配時間，滿足市場需求。
文檔編號B23F23/12GK102896380SQ20121034119
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月16日
發(fā)明者王友利, 文一木 申請人:浙江豐立機電有限公司