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CN106238831B - 端面齿盘变模数的磨削加工方法 - Google Patents

端面齿盘变模数的磨削加工方法 Download PDF

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CN106238831B CN201610766613.5A CN201610766613A CN106238831B CN 106238831 B CN106238831 B CN 106238831B CN 201610766613 A CN201610766613 A CN 201610766613A CN 106238831 B CN106238831 B CN 106238831B
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王文健
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Abstract

本发明涉及一种端面齿盘变模数的磨削加工方法，包括以下步骤：将粗铣齿面后待磨端面齿盘装在分度机构上；修整磨床上砂轮的齿形角；找正待磨端面齿盘的中心轴线Ⅰ；找正任意对称齿槽的齿槽中心轴线Ⅱ，将待磨端面齿盘的大端直径D1与齿槽中心轴线Ⅱ交点作为初始点，砂轮移动到交点A处并与其相切；根据设定端面齿盘根据磨床设定端面齿盘参数得到两大端直径之间1/2差值的单边大端差值L；将砂轮平移单边大端差值L的距离至B点，使砂轮与B点相切作为磨齿起点，根据磨床设定端面齿盘参数对该齿槽进行磨削，制得变模数端面齿盘。本发明能在现有磨床能实现各种模数的端面齿的磨削加工，操作方便，能提高机床设备的通用性和生产效率。

Description

端面齿盘变模数的磨削加工方法
技术领域
本发明涉及一种端面齿盘变模数的磨削加工方法，属于端面齿盘加工技术领域。
背景技术
端面齿盘的联接具有传递力矩高、自动定心等特点，在轨道交通、燃气轮机和机床设备中经常需要采用端面齿联接传动。对于高精度的端面齿盘的加工通常有两种方法：一种是在加工中心或铣床上进行分度铣齿，然后配对在研磨机上研磨提高，该对端面齿形的精度。这种方法的缺点是效率低，且研磨后必须成对装配使用，没有互换性，使用成本高。另一种方法是先在加工中心或铣床上粗铣齿，然后在端面齿盘磨床进行磨齿提高精度。这种加工方法具有效率高，且能完全互换装配，非常适合大批量加工。但目前市面上的并无端面齿盘的专用磨床，一般是在平面磨床上增加一个分度机构来实现端面齿盘的磨削，这种改造的机床受机床原始机构和程序限制，通常一台磨床只能用于加工一种模数的端面齿盘，造成机床设备的通用性较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种在现有的磨床能实现各种模数的端面齿的磨削加工，操作方便，提高机床设备的通用性和生产效率的端面齿盘变模数的磨削加工方法。
本发明为达到上述目的的技术方案是：一种端面齿盘变模数的磨削加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将粗铣齿面后需变模数加工的待磨端面齿盘装在磨床的分度机构上，所述待磨端面齿盘具有变模数端面齿盘参数的齿数为z1、小端直径为d1和大端直径为D1；
b、修整磨床上砂轮的齿形角，使砂轮的齿形角与待磨端面齿盘的齿形角α1相同；
c、根据待磨端面齿盘的大端直径D1外圆周或/和小端直径d1内圆周找正待磨端面齿盘的中心轴线Ⅰ；
d、根据待磨端面齿盘的节平面，找正任意左右对称齿槽的齿槽中心轴线Ⅱ，夹紧固定待磨端面齿盘，将待磨端面齿盘的大端直径D1的外圆周与齿槽中心轴线Ⅱ的交点A作为初始点，将砂轮移动到交点A处与其相切；
e、根据磨床设定端面齿盘参数的模数m2以及齿数z2得到设定端面齿盘的大端直径D2，且设定端面齿盘的齿数z2、齿形角α2以及小端直径d2与变模数端面齿盘的齿数z1、齿形角α1以及小端直径d1相同，通过设定端面齿盘的大端直径D2与待磨端面齿盘的大端直径D1之间1/2差值得到单边大端差值L；
f、将砂轮沿着待磨端面齿盘的齿槽中心轴线Ⅱ向着远离中心轴线Ⅰ方向平移单边大端差值L的距离至B点，使砂轮与B点相切作为磨齿起点，根据磨床设定端面齿盘参数对该齿槽进行磨削，在完成该齿槽加工后砂轮退回磨齿起点，转动分度机构进行下一个齿槽的磨削至加工完毕，制得变模数端面齿盘。
本发明在原有加工端面齿盘的平面磨床上磨削变模数端面齿盘时，只需根据变模数端面齿数和模数来确定磨端面齿盘大端直径D1，并通过磨床设定端面齿盘参数的模数m2以及齿数z2来得到设定端面齿盘的大端直径D2，并根据设定端面齿盘的大端直径D2与待磨端面齿盘的大端直径D1之间1/2差值而得到单边大端差值L，可改变磨齿起点位置，并能按照原磨床设定端面齿盘模数参数来磨削加工待磨端面齿盘，从而能得到变模数端面齿盘。本发明无需改变磨床设定端面齿盘的加工参数，而能达到变模数端面齿盘的精加工，提高机床设备的通用性，能完全满足互换装配的要求。本发明仅需找正待磨端面齿盘的中心轴线Ⅰ和左右对称齿槽的齿槽中心轴线Ⅱ，根据待磨端面齿盘的大端外圆周与齿槽中心轴线Ⅱ的交点作为初始点，能根据变模数端面齿盘大端直径与设定端面齿盘大端直径来改变砂轮磨齿起点，在现有磨削端面齿盘的平面磨床基础上，能实现各种不同模数的端面齿盘磨削加工，操作方便，提高现有磨床的通用性，同时也提高了生产效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。
图1是本发明砂轮找正待磨端面齿盘的示意图。
图2是本发明砂轮在对变模数端面齿盘磨削时磨齿起点的示意图。
图3是本发明加工后变模数端面齿盘结构示意图。
图4是图3的齿形放大展开图。
其中：1—待磨端面齿盘，2—齿槽，3—砂轮，4—变模数端面齿盘。
具体实施方式
见图1、2所示，本发明的端面齿盘变模数的磨削加工方法，包括以下步骤：
a、将粗铣齿面后需变模数加工的待磨端面齿盘1装在磨床的分度机构上，待磨端面齿盘1具有变模数端面齿盘参数的齿数z1、小端直径d1和大端直径D1。本发明磨床为现有的平面磨床，通过分度机构带动待磨端面齿盘1转动而进行齿面磨削。
b、修整磨床上砂轮3的齿形角，使砂轮3的齿形角与待磨端面齿盘1的齿形角α1相同。
c、根据待磨端面齿盘1的大端直径D1外圆周或/和小端直径d1内圆周找正待磨端面齿盘1的中心轴线Ⅰ，使待磨端面齿盘1沿其中心轴线I转动，而保证加工精度。
d、根据待磨端面齿盘1的节平面，找正任意左右对称齿槽2的齿槽中心轴线Ⅱ，夹紧固定待磨端面齿盘1，以保持待磨端面齿盘1固定，保证加工精度。将待磨端面齿盘1的大端直径D1的外圆周与齿槽中心轴线Ⅱ的交点A作为初始点，将砂轮3移动到交点A处与其相切。
e、根据磨床设定端面齿盘参数的模数m2以及齿数z2得到设定端面齿盘的大端直径D2，且磨床设定端面齿盘参数中的齿数z2、齿形角α2以及小端直径d2与变模数端面齿盘参数中的齿数为z1、齿形角α1以及小端直径d1相同，该大端直径D2＝m2×z2，通过设定端面齿盘的大端直径D2与待磨端面齿盘的大端直径D1之间1/2差值得到单边大端差值L。
f、将砂轮3沿着待磨端面齿盘1的齿槽中心轴线Ⅱ向着远离中心轴线Ⅰ方向平移单边大端差值L距离至B点，使砂轮3与B点相切作为磨齿起点进行磨削，从而改变磨削起点，根据磨床设定端面齿盘参数对待磨端面齿盘1的齿槽2进行磨削，在完成该齿槽2加工后，砂轮3退回磨齿起点，并转动分度机构进行下一个齿槽2的磨削至加工完毕，制得变模数端面齿盘4。
本发明变模数端面齿盘参数中的模数m1小于磨床设定端面齿盘参数中的模数m2，使待磨端面齿盘1的大端直径D1小于设定端面齿盘的大端直径D2。
本发明变模数端面齿盘参数中的齿根圆角半径r1和顶隙s1与设定端面齿盘的齿根圆角半径r2和顶隙s2相同。即本发明的变模数端面齿盘参数的齿数z1、齿形角α1、小端直径为d1、齿根圆角半径为r1以及顶隙为s1与磨床设定端面齿盘参数的齿数z2、齿形角α2、小端直径为d2、齿根圆角半径r2以及顶隙s2相同，但变模数端面齿盘参数中的模数m1与磨床设定端面齿盘参数中的模数m2不相同。本发明人发现通过改变磨齿起点，在不改变其它参数的前提下，能按照原磨床设定端面齿盘加工参数对待磨端面齿盘1进行磨削加工，而能获得变模数端面齿盘4需要的参数，在现有磨削端面齿盘的磨床上实现各种模数的端面齿盘的磨削，提高生产效率和机床设备的通用性。
见图3、4所示，是本发明变模数端面齿盘4的结构，变模数端面齿盘4具有以下参数：齿数为z1、模数为m1、齿形角为α1、小端直径为d1以及齿根圆角半径为r1和顶隙为s1，并能根据上述参数得到变模数端面齿盘4的大端直径为D1、齿顶高为ha1、齿根高为hf1、全齿高为H1、大端分度圆齿厚为SD1、小端分度圆齿厚为Sd1和齿根倾角为β1。
具体公式如下：
大端直径D1＝z1m1；
齿顶高
齿根高
全齿高H1＝ha1+hf1
大端分度圆齿厚
小端分度圆齿厚
齿根倾角
而现有磨床设定端面齿盘参数的模数m2与变模数端面齿盘参数中的模数m1不相同，而其它磨床设定端面齿盘参数中的齿数z2、齿形角为α2、小端直径为d2、齿根圆角半径r2以及顶隙s2与变模数端面齿盘参数中的齿数z1、齿形角α1、小端直径d1、齿根圆角半径r1以及顶隙s1相同。
磨床设定端面齿盘参数如下：
齿数z2＝z1；
齿形角α2＝α1；
小端直径d2＝d1；
齿根圆角半径r2＝r1；
顶隙s2＝s1；
大端直径D2＝z2m2；
齿顶高
齿根高
全齿高H2＝ha2+hf2；
大端分度圆齿厚
小端分度圆齿厚
齿根倾角
根据设定端面齿盘的大端直径D2与待磨端面齿盘的大端直径D1之间1/2差值得到单边大端差值L来改变磨齿起点位置，并根据磨床设定端面齿盘参数中的齿数z2、模数m2、齿形角为α2、小端直径为d2、齿根圆角半径r2以及顶隙s2、大端直径为D2、齿顶高为ha2、齿根高为hf2、全齿高为H2、大端分度圆齿厚为SD2、小端分度圆齿厚为Sd2、齿根倾角为β2对待磨端面齿盘1进行磨削加工，而得到变模数端面齿盘4。本发明能根据端面齿盘变模数的磨削加工方法得到变模数端面齿盘4。
本发明变模数端面齿盘参数中的模数m1＝3，而磨床设定端面齿盘参数中的模数m2＝3.556，其它齿数、齿形角、小端直径、齿根圆角半径以及顶隙均相同，具体加工参数见表1所示，能按照磨床设定端面齿盘参数来磨削待磨端面齿盘，从而获得变模数端面齿盘4。
表1
端面齿参数 变模数端面齿盘 设定端面齿盘
模数 3 3.556
齿数 36 36
齿形角(°) 60 60
齿顶高(mm) 2.881 3.637
齿根高(mm) 3.481 4.237
理论齿全高(mm) 8.162 9.674
齿根圆角(mm) 0.6 0.6
齿顶间隙(mm) 0.6 0.6
大端直径(mm) 108 128
小端直径(mm) 50 50
大端分度圆厚(mm) 4.715 5.589
小端分度圆厚(mm) 2.183 2.183
齿根倾角角度 4°20’13” 4°20’13”

Claims (4)

1.一种端面齿盘变模数的磨削加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、将粗铣齿面后需变模数加工的待磨端面齿盘装在磨床的分度机构上，所述待磨端面齿盘具有变模数端面齿盘参数的齿数为z1、小端直径为d1和大端直径为D1；
b、修整磨床上砂轮的齿形角，使砂轮的齿形角与待磨端面齿盘的齿形角α1相同；
c、根据待磨端面齿盘的大端直径D1外圆周或/和小端直径d1内圆周找正待磨端面齿盘的中心轴线Ⅰ；
d、根据待磨端面齿盘的节平面，找正任意左右对称齿槽的齿槽中心轴线Ⅱ，夹紧固定待磨端面齿盘，将待磨端面齿盘的大端直径D1的外圆周与齿槽中心轴线Ⅱ的交点A作为初始点，将砂轮移动到交点A处与其相切；
e、根据磨床设定端面齿盘参数的模数m2以及齿数z2得到设定端面齿盘的大端直径D2，且设定端面齿盘的齿数z2、齿形角α2以及小端直径d2与变模数端面齿盘的齿数z1、齿形角α1以及小端直径d1相同，通过设定端面齿盘的大端直径D2与待磨端面齿盘的大端直径D1之间1/2差值得到单边大端差值L；
f、将砂轮沿着待磨端面齿盘的齿槽中心轴线Ⅱ向着远离中心轴线Ⅰ方向平移单边大端差值L的距离至B点，使砂轮与B点相切作为磨齿起点，根据磨床设定端面齿盘参数对该齿槽进行磨削，在完成该齿槽加工后砂轮退回磨齿起点，转动分度机构进行下一个齿槽的磨削至加工完毕，制得变模数端面齿盘。
2.根据权利要求1所述的端面齿盘变模数的磨削加工方法，其特征在于：所述变模数端面齿盘参数中的齿根圆角半径r1和顶隙s1与设定端面齿盘的齿根圆角半径r2和顶隙s2相同。
3.根据权利要求1所述的端面齿盘变模数的磨削加工方法，其特征在于：所述变模数端面齿盘参数中的模数m1小于磨床设定端面齿盘参数中的模数m2。
4.根据权利要求1所述的端面齿盘变模数的磨削加工方法得到变模数端面齿盘。
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