CN105397198B - 一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法，采用具有六轴四联动功能的数控机床；所述数控机床的主轴刀具安装在B轴上；工件安装在转台上，主轴刀具的中心线相对于工件中心线有一定的中心距和安装角度；通过计算主轴刀具安装中心距和安装角度的附加微小补偿量；安装完工件，控制数控机床的数控系统加工零件：刀具沿工件的轴向做进给运动，完成一次切削后，刀具退回到初始进刀位置，随后，刀具沿工件径向做进给运动，重复上述运动过程，直到完成对整个工件的加工。本发明的刀具采用的是通用插齿刀具，便于批量化订制，与现有的刮齿加工专用刀具设计和制造相比，降低数控强力刮齿加工设备的刀具使用成本。

Description

一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法

技术领域

本发明涉及一种强力刮齿加工方法，具体是一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法，属于机械齿轮与加工设备技术领域。

背景技术

随着齿轮切削加工技术向着高精度、高效率、绿色环保的方向发展，迫切需要研究开发齿轮加工的新工艺和新技术。强力刮齿加工作为一种全新概念的切齿加工方法，它的生产效率要高于滚齿和插齿加工，尤其是对小模数内齿轮加工，相对于滚齿和插齿加工方法一般可提高4倍以上，加工精度也可提高1-2个等级。一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法具体是指一种采用通用插齿刀具与通用六轴四联动机床的强力刮齿加工方法。

目前，国内外采用强力刮齿加工技术的机床市场使用情况并没有达到预期要求，长沙机床厂作为国内唯一采用强力刮齿加工并生产数控剐齿机的厂家，因机床和刀具成本问题没有得到解决，甚至没有形成销售。虽然该技术在齿轮加工方面性能卓越，但因为高昂的专用刀具使用成本和专用机床设计成本，导致设备价格昂贵，难以广泛推广。

发明内容

针对上述现有技术存在问题，本发明提供一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法，通过采用通用六轴四联动机床和通用插齿刀具实现先进的齿轮加工技术，能节约刀具成本，发挥设备加工能力，实现数控强力刮齿技术的广泛推广。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法，该加工方法包括如下步骤：

1)、采用具有六轴四联动功能的数控机床：六个运动轴为X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴和C轴，四个联动轴为X轴、Z轴、B轴和C轴，该数控机床带有电子齿轮箱功能的数控系统，该数控系统能够精确地控制主轴和转台联动；

2)、所述数控机床的主轴刀具安装在B轴上，且B轴能够围绕A轴回转，回转角度不小于120°；

3)、工件安装在转台上，主轴刀具的中心线相对于工件中心线有一定的中心距和安装角度；

4)、通过计算主轴刀具安装中心距和安装角度的附加微小补偿量，从而补偿通用刀具后角增大造成的齿形误差；

5)、安装完工件，并且控制数控机床的数控系统加工零件：刀具沿工件的轴向做进给运动，完成一次切削后，刀具退回到初始进刀位置，随后，刀具沿工件径向做进给运动，重复上述运动过程，直到完成对整个工件的加工。

进一步，所述主轴刀具为通用的插齿刀具。

进一步，所述插齿刀具为批量生产的标准插齿刀具，其刀具顶刃后角为9°。

进一步，所述步骤4)中得到附加微小补偿量，调整补偿参数为刀具安装中心距和安装角度。

本发明的有益效果是：(1)本发明的刀具采用的是通用插齿刀具，便于批量化订制，与现有的刮齿加工专用刀具设计和制造相比，降低数控强力刮齿加工设备的刀具使用成本。

(2)本发明适用机床为常用普通机床，该机床只要具备六轴四联动和电子齿轮箱功能，无需另行设计刮齿加工专用机床，降低了机床的设计成本，缩短了开发周期。

(3)本发明机床参数(包括中心距和安装角度)的计算和调整简便，适用于各种内、外齿轮或直、斜齿轮，便于推广应用。

附图说明

图1是本发明所采用通用机床的结构示意图；

图中：1、床身，2、立柱，3、回转台，4、Z轴拖板，5、Y轴拖板，6、电主轴，7、插齿刀具，8、工件齿轮。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法，该加工方法包括如下步骤：

1)、采用具有六轴四联动功能的数控机床：六个运动轴为X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴和C轴，四个联动轴为X轴、Z轴、B轴和C轴，该数控机床带有电子齿轮箱功能的数控系统，该数控系统能够精确地控制主轴和转台联动；

2)、所述数控机床的主轴刀具安装在B轴上，且B轴能够围绕A轴回转，A轴回转角度不小于120°；

3)、工件安装在转台上，主轴刀具的中心线相对于工件中心线有一定的中心距和安装角度；

4)、通过计算主轴刀具安装中心距和安装角度的附加微小补偿量，从而补偿通用刀具后角增大造成的齿形误差；

5)、安装完工件，并且控制数控机床的数控系统加工零件：刀具沿工件的轴向做进给运动，完成一次切削后，刀具退回到初始进刀位置，随后，刀具沿工件径向做进给运动，重复上述运动过程，直到完成对整个工件的加工。

作为该技术方案改进的技术方案：所述主轴刀具为通用的插齿刀具。

作为该技术方案改进的技术方案：所述插齿刀具为批量生产的标准插齿刀具，其刀具顶刃后角为9°，且分度圆压力角无须进行修正。

作为该技术方案改进的技术方案：所述步骤4)中得到附加微小补偿量，调整补偿参数为刀具安装中心距和安装角度。

实施例

如图1所示，一种常见的可应用本发明方法的具体数控机床结构，数控机床包括床身1、立柱2、回转台3、Z轴拖板4、Y轴拖板5、与A轴固连的电主轴6、通用插齿刀具7、齿轮工件8。电主轴6与A轴固连，安装在Y轴拖板5上可以绕A轴作旋转运动；Y轴拖板5安装在Y轴拖板4上可以沿Y轴作水平运动；Z轴拖板4安装在立柱2上可以沿Z轴作垂直运动；立柱2安装在床身1上可以沿X轴作前后移动；通用插齿刀具7安装在电主轴6上，齿轮工件8安装在回转工作台3上，电主轴6和回转工作台3具有编码器。加工过程中，根据工件齿轮8和插齿刀具7的参数计算出刀具的安装中心距和安装角度，控制X轴立柱2、Y轴拖板5、Z轴拖板4和A轴电主轴6的偏摆角度，使之到达指定的初始加工位置，启动电子齿轮箱功能，使插齿刀具7与齿轮工件8满足精确的联动旋转，插齿刀具7沿齿轮工件8轴线向下运动，完成对整个齿向的切削。回转工作台3的转速应大于200r/min，且分度精度要足以保证齿距误差；加工的齿轮工件既可以是外齿轮，也可以是内齿轮。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种基于通用插齿刀具的强力刮齿加工方法，其特征在于，该加工方法包括如下步骤：

1)、采用具有六轴四联动功能的数控机床：六个运动轴为X轴、Y轴、Z轴、A轴、B轴和C轴，四个联动轴为X轴、Z轴、B轴和C轴，该数控机床带有电子齿轮箱功能的数控系统，该数控系统能够精确地控制主轴和转台联动；

2)、所述数控机床的刀具安装在B轴上，且B轴能够围绕A轴回转，回转角度不小于120°；所述刀具为通用的插齿刀具；所述刀具为批量生产的标准插齿刀具，其刀具顶刃后角为9°；

3)、工件安装在转台上，刀具的中心线相对于工件中心线有一定的中心距和安装角度；

4)、通过计算刀具安装中心距和安装角度的附加微小补偿量，从而补偿刀具后角增大造成的齿形误差；通过得到的附加微小补偿量，从而调整补偿参数：刀具安装中心距和安装角度；

5)、安装完工件，并且控制数控机床的数控系统加工工件：刀具沿工件的轴向做进给运动，完成一次切削后，刀具退回到初始进刀位置，随后，刀具沿工件径向做进给运动，重复上述运动过程，直到完成对整个工件的加工。