一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種螺旋圓柱齒輪的制造裝置，屬于螺旋圓柱齒輪加工技術領 域，尤其涉及用于加工二齒的漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工制造裝置。
【背景技術】
[0002] 在汽車AMT變速操縱機構等一些變速比大的機構中，少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪 是重要部件之一。漸開線螺旋圓柱齒輪的齒形，一般使用齒輪加工設備，采用專用刀具進行 熱處理前切削加工而成，熱處理后采用磨齒設備磨削齒形。然而，理論上當漸開線螺旋齒形 的齒輪齒數小于14時，采用現有的機械加工方式，就會在齒形加工中出現根切現象，并且需 要在熱處理前初加工齒形，熱處理后磨齒形。且在實際應用中，當前的齒形加工設備尚無法 實現4齒以下齒形的加工。另外，用現有加工方法生產上述少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪，因 為需分熱處理前加工及熱處理后加工，會導致生產效率極為低下。
[0003] 現有技術中雖然具有多種用于加工齒輪的數控磨齒機，但是這些數控磨齒機首先 均不太適合于用于加工二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的加工，其次，即使利用某些數控磨齒機 可以實現二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的加工，但通常也需要很長的加工工時，極大地延長了 加工工人的勞動時間和勞動強度。
【發明內容】
[0004] 針對上述現有技術存在的缺陷，本實用新型要解決的技術問題是提供一種二齒漸 開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其不僅實現二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的加工，而且極大 提高產品精度和效率。
[0005] 本實用新型公開了一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其包括數控磨削 設備基座;所述數控磨削設備基座上設置有工作臺，導程加工軸，磨削進給軸;所述工作臺 與所述導程加工軸連接并在所述導程加工軸作用下沿水平方向作往復移動;所述工作臺上 設置有用于夾持和帶動工件旋轉的主軸;所述磨削進給軸上設置有用于加工二齒漸開線螺 旋圓柱齒輪的砂輪;所述砂輪的外周沿設置有兩個呈直角狀的磨料層;所述磨料層相對于 砂輪的軸向中心面對稱布置。
[0006] 在本實用新型的一種優選實施方案中，所述砂輪直角外周沿的磨料層切削時與漸 開線螺旋圓柱齒輪的基圓相切。
[0007] 在本實用新型的一種優選實施方案中，所述砂輪固接在砂輪旋轉軸上;所述砂輪 旋轉軸與所述磨削進給軸鉸接。
[0008] 在本實用新型的一種優選實施方案中，所述砂輪旋轉軸上連接有用于帶動所述砂 輪旋轉的V帶。
[0009] 在本實用新型的一種優選實施方案中，所述主軸通過伺服電機驅動。
[0010] 在本實用新型的一種優選實施方案中，所述導程加工軸為由伺服電機驅動的絲 杠;所述工作臺與所述絲杠連接。
[0011] 本實用新型的有益效果是:本實用新型有效地解決了少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪 加工時的根切現象，同時極大地提高了二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的加工效率和加工質量， 將傳統需要0.5-1天加工的二齒漸開線螺旋圓柱齒輪縮短至只需要0.5-1小時即可加工完 成，同時，極大地降低了勞動人員的勞動強度。本實用新型利用加工設備各軸的插補運動性 能對少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪的表面齒形進行強力磨削加工，在預設程序的控制下，確 保加工過程的穩定性和準確性，提升了少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪齒形面的加工精度和表 面質量，極大地提高了加工效率，降低了加工成本，保證了產品質量要求。
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的結構示意圖；
[0013] 圖2是本實用新型一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的加工過程示意 圖；
[0014] 圖3是本實用新型一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的砂輪外周性狀及 其工作狀態示意圖；
[0015] 圖4是本實用新型一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的二齒漸開線螺旋 圓柱齒輪的結構示意圖；
[0016] 圖5是圖4中本實用新型一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的斷面結構 示意圖；
[0017] 圖中：1-主軸;2-工作臺；3-伺服電機;4-導程加工軸;5-砂輪;6-砂輪旋轉軸;7-工 件;8-齒頂圓；9-齒根圓；10-基圓；11-螺旋齒廓；12-數控磨削設備基座；13-V帶；14-磨削進 給軸。
【具體實施方式】
[0018] 為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施 例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本 實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0019] 本實用新型通過采用特定形狀的砂輪磨削加工齒輪表面齒形，在磨削過程中，使 砂輪隨Y軸上下移動的同時繞其與X軸平行的砂輪旋轉軸旋轉，實現磨削量進給和回轉磨削 動作，并使少齒數齒輪繞其與X軸平行的軸線作旋轉運動的同時沿其軸線按設定的導程左 右往返平移，形成螺旋齒廓。同時利用加工設備各軸的插補運動性能對少齒數漸開線螺旋 圓柱齒輪的表面齒形進行強力磨削加工，在預設程序的控制下，確保加工過程的穩定性和 準確性，提升了少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪齒形面的加工精度和表面質量，也提高了加工 效率，降低了加工成本，保證了產品質量要求;本實用新型將原專用于磨削鉆頭等刀具排肩 槽的設備用于加工少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪表面齒形。
[0020] 由圖1和圖2所示的本實用新型一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置的結 構原理示意圖可知，其包括數控磨削設備基座12;所述數控磨削設備基座12上設置有工作 臺2,導程加工軸4,磨削進給軸14;所述工作臺2與所述導程加工軸4連接并在所述導程加工 軸4作用下沿水平方向作往復移動;所述工作臺2上設置有用于夾持和帶動工件旋轉的主軸 1，主軸1由Z軸的伺服電機3驅動，X軸的伺服電機3通過導程加工軸4驅動工作臺2作直線往 返運動，主軸1與導程加工軸4的聯動可形成任意導程螺旋線;所述磨削進給軸14上設置有 用于加工二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的砂輪5;所述砂輪5的外周沿呈直角狀且該直角的兩側 邊對稱。所述砂輪5固接在砂輪旋轉軸6上;所述砂輪旋轉軸6通過萬向節與所述磨削進給軸 14鉸接，砂輪5的砂輪旋轉軸6可繞磨削進給軸14旋轉，形成對應螺旋角a;所述砂輪旋轉軸6 上連接有用于帶動所述砂輪5旋轉的V帶13。如圖3所示，二齒漸開線螺旋圓柱齒輪斷面由外 向內依次為齒頂圓8,齒根圓9,及基圓10,砂輪5外周沿形狀與漸開線螺旋圓柱齒輪的齒形 表面形狀相似，呈直角狀，砂輪5磨削其底部的漸開線斜齒輪時，該直角的兩側邊對稱且分 別與齒輪的基圓10相切。主軸1、導程加工軸4和磨削進給軸14均通過伺服電機3驅動。所述 導程加工軸4為由伺服電機驅動的絲杠;所述工作臺2與所述絲杠固接。本實用新型的數控 磨削設備具有PLC和定位模塊功能，同時，在加工過程中砂輪線速度>80m/s，磨削深度> 1mm，即為強力磨削。
[0021 ]使用本實用新型的數控磨削設備對二齒漸開線螺旋圓柱齒輪表 [0022]面齒形進行加工的加工過程由以下四個特定運行方式組成：
[0023] 1)砂輪隨磨削進給軸14 (Y方向）上下運行，實現磨削量進給；
[0024] 2)砂輪由V帶13帶動繞其與主軸1或者導程加工軸4(X方向）平行的砂輪旋轉軸6旋 轉，實現回轉磨削動作；
[0025] 3)由伺服電機3驅動的主軸1(Z方向）帶動夾持工件7繞其軸線作回轉運行；
[0026] 4)工作平臺2通過導程加工軸4作用沿X方向按確定的導程作往復運行動作，形成 螺旋齒廓11(如圖4所示）。以上四個動作的運行過程，是在預先設定程序控制下有效組合完 成的。
[0027] 本實用新型還可以實現四齒的漸開線螺旋圓柱齒輪的快速加工，其具體的實施加 工參數如下表所示：
[0030]應當理解的是，以上所述僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護 范圍并不局限于此，任何熟悉本領域的技術人員在本實用新型所揭露的技術范圍內，可輕 易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，包括數控磨削設備基座（12);所述數 控磨削設備基座（12)上設置有工作臺（2)，導程加工軸(4)，磨削進給軸（14);所述工作臺 (2)與所述導程加工軸(4)連接并在所述導程加工軸(4)作用下沿水平方向作往復移動;所 述工作臺（2)上設置有用于夾持和帶動工件旋轉的主軸（1);所述磨削進給軸（14)上設置有 用于加工二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的砂輪(5);其特征在于:所述砂輪(5)的外周沿設置有 兩個呈直角狀的磨料層(5a);所述磨料層(5a)相對于砂輪(5)的軸向中心面對稱布置。2. 根據權利要求1所述的一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其特征在于:所 述砂輪(5)直角外周沿的磨料層(5a)切削時與漸開線螺旋圓柱齒輪的基圓（10)相切。3. 根據權利要求1所述的一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其特征在于:所 述砂輪(5)固接在砂輪旋轉軸(6)上;所述砂輪旋轉軸(6)與所述磨削進給軸(14)鉸接。4. 根據權利要求1所述的一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其特征在于:所 述砂輪旋轉軸(6)上連接有用于帶動所述砂輪(5)旋轉的V帶（13)。5. 根據權利要求1所述的一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其特征在于:所 述主軸（1)通過伺服電機(3)驅動。6. 根據權利要求1所述的一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其特征在于:所 述導程加工軸(4)為由伺服電機驅動的絲杠;所述工作臺（2)與所述絲杠連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種二齒漸開線螺旋圓柱齒輪快速加工裝置，其包括數控磨削設備基座；數控磨削設備基座上設置有工作臺，導程加工軸，磨削進給軸；工作臺與導程加工軸連接并在導程加工軸作用下沿水平方向作往復移動；工作臺上設置有用于夾持和帶動工件旋轉的主軸；磨削進給軸上設置有用于加工二齒漸開線螺旋圓柱齒輪的砂輪；所述砂輪的外周沿設置有兩個呈直角狀的磨料層；所述磨料層相對于砂輪的軸向中心面對稱布置。本實用新型有效地解決了少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪加工時的根切現象，同時確保加工過程的穩定性和準確性，提升了少齒數漸開線螺旋圓柱齒輪齒形面的加工精度和表面質量。
【IPC分類】B23F9/02
【公開號】CN205342102
【申請號】CN201620095931
【發明人】肖海榮, 高云, 余濤, 郭瑞松
【申請人】東風汽車公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月29日