本發明涉及一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法。
背景技術：
按傳統的銑齒方法一般大多數采用大輪粗銑，大輪精銑，小輪粗銑，小輪精銑凹面，小輪精銑凸面，五道工序統稱五刀法加工，其優點能單獨對凹凸面接觸區質量進行控制，一直被廣泛應用。其弱點是效率低，刀盤數量多，對調整工的技能要求高，質量控制比較困難，產品一致性差。
隨著科技的發展新一代五軸聯動數控銑齒機誕生，如美國的鳳凰二代275HC，600HC，國產的JCB32，JCB605等更高效，為操作方便的新型的弧齒錐齒輪銑齒方法即全工序法創造了條件，而且可以對所有的弧齒錐齒輪銑齒，磨齒實現全工序法加工。
弧齒錐齒輪及雙曲線齒輪根據使用要求對接觸區有著不同的要求，如接觸區的長短，寬窄及位置，如果采用全工序法加工工藝，首先必須解決怎樣對接觸區技術要求的控制，接觸區長短主要靠改變刀盤直徑來控制的，所以一般采用不同的二個刀盤的直徑分別對齒輪的凹凸面接觸區長度進行控制；這樣銑/磨齒工藝必須要二個不同的刀盤，二次裝夾才能完成整個加工過程，效率低。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是：為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法。
本發明解決其技術問題所要采用的技術方案是：一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法，弧齒錐齒輪包括一個大齒輪和一個小齒輪，大齒輪和小齒輪均為具有弧形齒面的錐齒輪，所述銑齒方法包括一個刀盤，采用一次裝夾，一刀完成大齒輪和小齒輪銑齒的全部加工，還包括以下步驟：
步驟1：確定待加工的大齒輪和小齒輪的參數，所述參數包括齒數、模數、壓力角、螺旋角、齒面寬、軸交角、全齒高和齒根角；
步驟2：根據大齒輪和小齒輪的參數，按照刀盤選擇標準初步選定刀號X；
步驟3：采用齒面接觸分析的方法，通過改變內外刀壓力角來代替二個不同直徑的刀盤，當外刀壓力角減小，且內刀壓力角增大時，接觸區變長，反之，當外刀壓力角增大，且內刀壓力角減小時，接觸區變短，分析采用刀號X的刀盤進行加工計算接觸區的結果，查看結果是否滿足設計要求；
步驟4：如果不滿足設計要求，根據計算結果重新選擇刀號Y，然后再按照步驟3中重新計算采用刀號Y的刀盤進行加工計算接觸區的結果，直到計算結果符合設計要求；
步驟5：將選定好的刀盤的參數，以及待加工的大齒輪和小齒輪的參數輸入到銑齒機和磨齒機內，進行大齒輪和小齒輪的加工；
步驟6：對加工完成的大齒輪和小齒輪進行檢查，確認各項參數是否滿足精度指標，如果不滿足重復步驟5直到滿足精度指標。
步驟2中所述選擇標準為所選的刀盤的中點錐距與刀盤半徑大致相等。略大或略小均可以，但是不能過大或過小，過大或過小存在反收縮或正收縮的問題。
優選的，步驟3中接觸區的參數的計算采用TAC接觸分析軟件進行，輸入的參數和計算結果均顯示在計算調整卡內，通過調整計算調整卡的參數獲得最 佳接觸區的加工參數，步驟5中按照計算調整卡上的最終參數調整銑齒機和磨齒機，實現大齒輪和小齒輪的加工。
本發明的有益效果是：本發明提供的一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法，采用這種加工方法的結果與理論計算保持一致，無需經過多次調整，工程師在計算調整卡時就能準確地對齒輪的接觸質量作出評估，一次裝夾，減少多次裝夾帶來的定位精度誤差，提高了齒輪的精度一致性，最重要的是小齒輪精加工一次完成小輪凹凸面的接觸區控制，效率提高，是一種比較先進的銑齒、磨齒工序，高效、經濟、易操作具有推廣價值。
具體實施方式
現在對本發明作詳細的說明。
本發明的一種基于齒面接觸分析的弧齒錐齒輪的銑齒方法，特點：一個刀盤，一次裝夾完成二個不同曲面的加工來提高生產效率，大齒輪和小齒輪只需要一刀完成銑齒的全部加工，大大減少了調整時間，減少了銑齒時間，提高了工作效率。
通過改變內外刀壓力角來代替二個不同直徑的刀盤，當外刀壓力角減小，且內刀壓力角增大時，接觸區變長，反之，當外刀壓力角增大，且內刀壓力角減小時，接觸區變短。
引入螺旋運動的概念，也就是說與幾何的直線性的齒根線比較，它是橢圓性質的，齒根線是彎曲的，其目的是一刀完成凹面和凸面二個不同曲面達到技術要求的接觸區。
下面以實際加工進行步驟的說明：
步驟1：設計參數
大齒輪齒數35，小齒輪齒數31，模數2.31，壓力角20°，螺旋角35°，齒面寬17，軸交角83°，全齒高4.36，大輪齒根角2.56°，小輪齒根角2.2°；
步驟2：按照標準選用3.5時(88.9mm)刀盤，刀號選用7.5號，也就是外刀刀片壓力角18.75°，內刀刀片壓力角21.25°；
步驟3：采用TAC接觸分析軟件，以及3.5時(88.9mm)刀盤，刀號選用7.5號，計算接觸區的結果；
步驟4：改變刀號，采用刀號為20號的刀，即外刀刀片壓力角16°40′，內刀刀片壓力角23°20′，重新計算接觸區的結果；
刀號7.5與刀號20比較，接觸區的長短可以通過改變刀片壓力角來控制接觸區的長度，而不一定要改變刀盤的直徑來控制，也就是說一個刀盤同樣可以控制二個齒面(凹面、凸面)的接觸區長短；
接觸區的位置調整，首先把齒寬的中點位置設置為0，小端為-0.5，大端為0.5，此時計算結果接觸區的位置在中部，改變位移參數設置為凸面-0.15，凹面為0.15，由上計算的接觸區可知，只要改變位移參數，就可以達到設計要求，采用一個刀盤的情況下對二個齒面(凹面、凸面)的接觸面能夠進行單獨控制，同樣道理，對接觸區的寬窄都能單獨控制；
步驟5：將選定好的刀盤的參數，以及待加工的大齒輪和小齒輪的參數輸入到銑齒機和磨齒機內，進行大齒輪和小齒輪的加工；
步驟6：對加工完成的大齒輪和小齒輪進行檢查，確認各項參數是否滿足精度指標，如果不滿足重復步驟5直到滿足精度指標。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關的工作人員完全可以在不偏離本發明的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其 技術性范圍。