CN108747234A - 一种重型机械用人字型齿轮的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型机械用人字型齿轮的加工方法：步骤一、齿轮坯件的划线；步骤二、夹紧安装校准盘铣刀的位置；步骤三、利用盘铣刀粗开齿；步骤四、齿轮坯件和滚刀的安装校准；步骤五、利用滚刀对齿轮坯件进行精加工；步骤六、人字型齿轮成型后的检验。这种重型机械用人字型齿轮的加工方法；大大提高了重型机械用人字型齿轮的加工精度和效率，完整成形齿面工作区域达到了90％，符合国家标准中开式齿轮传动初期齿长接触大于60%的规定；同时齿面光洁度达到Ra3.2；保证同样齿轮工作承载性能的条件下，该工艺方法可以在减速器类领域内对齿轮轴、齿轮、箱体等的设计中均减少设计尺寸，节省原材料至少8‑10%。

Description

一种重型机械用人字型齿轮的加工方法

技术领域

本发明涉及重型机械用人字型齿轮的加工技术领域，尤其涉及一种重型机械用人字型齿轮的加工方法。

背景技术

重型机械用人字型齿轮具有承载能力强，传动平稳和自动定心、轴向载荷小的优点，在重型机械的传动系统得到了广泛的应用；人字型齿轮是一种圆柱齿轮，在齿轮端面上一部分齿轮为右旋齿，另一部分齿轮为左旋齿；人字型齿轮需要将齿轮端面的两侧分别加工。

现有技术中对人字齿的加工有两种方式：一种用铣刀进行单分度铣削；另一种用滚刀进行滚切加工；但对于空刀槽有一定的尺寸要求；根据常规工艺和经验，如果采用单分度铣刀加工斜齿，无法保证光洁度和周节公差，而且需要定制至少十余把铣刀，铣刀铣齿时经常发生打刀现象，而且铣刀不具备重磨性；如果采用滚刀加工，对空刀槽的宽度有要求；目前对人字型齿轮的加工过程中，一般采用滚刀，首先加工齿轮部的一半，当滚刀中心加工完全走出齿轮部，至少需要越过齿轮部端面10㎜左右，这样就会造成对小于国标空刀槽齿轮部的另一半的伤害，如果加大空刀槽的尺寸，必然会降低人字型齿轮的承载能力；发明人基于现有对人字型齿轮的加工工艺存在的缺陷研发了一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，能够很好地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题存在的不足，提供一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，能够解决采用滚刀加工小于国标空刀槽的人字型齿轮，避免对齿轮部另一半齿轮部的干涉问题。

本发明一种重型机械用人字型齿轮的加工方法如下：

步骤一、齿轮坯件的划线：将所要加工的齿轮坯件，根据图纸的尺寸要求和技术要求，利用划线工具画出左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线，划线的精度要求为0.5㎜；

步骤二、夹紧安装校准盘铣刀的位置：将待加工的齿轮坯件与滚齿机的工作台同心，径向跳动控制在0.1mm，并压紧固定在滚齿机上；

步骤三、利用盘铣刀粗开齿：在步骤二的基础上，按划好的螺旋线，利用盘铣刀对齿轮坯件的左旋齿进行粗开齿，然后对齿轮坯件的另一面进行右旋齿的粗开齿；

步骤四、齿轮坯件和滚刀的安装校准：找正齿轮外圆，使径向跳动误差控制在0.05mm，刀杆找正误差控制在0.03mm，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上；

步骤五、利用滚刀对齿轮坯件进行精加工：按照步骤四中将齿轮坯件和滚刀的安装校准好后，按划的螺旋线对刀，利用左旋滚刀精铣左旋齿；当左旋齿精铣完成后，同理利用右旋滚刀在不干涉其它齿部的情况下，采取先径向进刀（俗称“窝刀”），进行试探性的切削，在达到要求的齿深后，再进行正常的精铣切削；

步骤六、人字型齿轮成型后的检验：利用齿轮卡尺精度在0.02mm检验齿厚数据和滚齿机拉齿向共同检查和保证修磨质量；经修磨，利用齿轮卡尺检查，在机床上用百分表拉齿向，检查左旋齿和右旋齿全长的一致性。

其中步骤一中，左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线延长线与空刀槽中心线的对中度允差为1mm。

其中步骤四中，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上，滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10。

其中步骤六中，经修磨，利用齿轮卡尺检查，修磨处低于工作面0.03-0.1mm。

其中步骤一中，将所要加工的齿轮坯件，根据图纸的尺寸要求和技术要求，利用划线工具画出左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线，划线的精度要求为0.5㎜；左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线延长线与空刀槽中心线的对中度允差为1mm；这样做的主要目的是为了，通过划线使左旋齿和右旋齿的延长线的交点，处在空刀槽的中间位置，主要起到均匀平分左旋齿和右旋齿的作用；提高了人字型齿轮的啮合精度，减少了齿轮的运转噪音。

其中步骤二中，将待加工的齿轮坯件与滚齿机的工作台同心，径向跳动控制在0.1mm，并压紧固定在滚齿机上；这样做的主要目的是为了，让齿轮坯件与滚齿机的工作台对中，提高旋转齿和右旋齿额加工精度；从而提高人字型齿轮的载荷承受能力。

其中步骤三中，按划好的螺旋线对刀，利用盘铣刀对齿轮坯件的左旋齿进行粗开齿，然后对齿轮坯件的另一面进行右旋齿的粗开齿；这样做的主要目的是为了，一方面，提高左旋齿和右旋齿的加工效率，因为盘铣刀的加工效率大于滚刀的加工效率；另一方面，可以增加左旋齿和右旋齿的加工精度和提高齿面的光洁度，因为对左旋齿和右旋齿进行粗开齿，就会减少滚刀的二次铣削厚度，有利于提高滚刀控制铣削，从而提高了人字型齿轮的加工精度。

其中步骤四中，找正齿轮外圆，使径向跳动误差控制在0.05mm，刀杆找正误差控制在0.03mm；这样做的主要目的是为了，让齿轮外圆与机床回转中心同心，一方面保证加工齿轮周节一致，减少工作噪音；另一方面防止刀杆误差过大，降低左旋齿和右旋齿加工精度。

其中步骤四中，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上；这样做的主要目的是为了，提高齿轮坯件的夹紧牢固程度，防止齿轮移位从而提高对齿轮坯件的加工精度。

其中步骤四中，滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10 ；这样做的主要目的是为了，保证左旋齿和右旋齿的倾斜角度，提高人字型齿轮的啮合精度；因为左旋齿和右旋齿的倾斜角度，是根据具体的尺寸要求，通过计算得出的左旋齿和右旋齿的倾斜角度；把滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10 的误差，可以保证左旋齿和右旋齿的倾斜角度的精度，提高人字型齿轮的承载能力的同时提高人字型齿轮的啮合精度。

其中步骤五中，按照步骤四中将齿轮坯件和滚刀的安装校准好后，按划的螺旋线对刀，利用左旋滚刀精铣左旋齿；当左旋齿精铣完成后，同理利用右旋滚刀在不干涉其它齿部的情况下，采取先径向进刀（俗称“窝刀”），进行试探性的切削，在达到要求的齿深后，再进行正常的精铣切削；这样做的主要目的是为了，提高对左旋齿和右旋齿的铣削精度，提高人字型齿轮的机械承载能力。

其中步骤六中，利用精度0.02mm齿轮卡尺检验齿厚数据和滚齿机拉齿向共同检查和保证修磨质量；经修磨，利用齿轮卡尺检查，在机床上用百分表拉齿向，检查左旋齿和右旋齿全长的一致性；这样做的主要目的是为了，提高人字型齿轮的加工精度，减少齿轮的未形成余量，从而保证了完整成形齿面工作区域达到了90％；同时提高了对人字型齿轮的齿面光洁度。

本发明的有益效果: 本发明提供一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，能够解决采用滚刀加工小于国标空刀槽的人字型齿轮，解决对齿轮部另一面干涉、损坏的问题；大大提高了重型机械用人字型齿轮的加工精度和效率，未成形部分为空刀槽两侧，长度为20毫米，齿厚上反映有0.3毫米未成形余量，完整成形齿面工作区域达到了90％，符合国家标准中开式齿轮传动初期齿长接触大于60%的规定；同时齿面光洁度达到Ra3.2；保证同样齿轮工作承载性能的条件下，该工艺方法可以在减速器类领域内对齿轮轴、齿轮、箱体等的设计中均减少设计尺寸，节省原材料至少8-10%。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明做进一步描述，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例一、

步骤一、齿轮坯件的划线：将所要加工的齿轮坯件，根据图纸的尺寸要求和技术要求，利用划线工具画出左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线，划线的精度要求为0.5㎜；左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线延长线与空刀槽中心线的对中度允差为1mm ；

步骤二、夹紧安装校准盘铣刀的位置：将待加工的齿轮坯件与滚齿机的工作台同心，径向跳动控制在0.1mm，并压紧固定在滚齿机上；

步骤三、利用盘铣刀粗开齿：在步骤二的基础上，按划好的螺旋线，利用盘铣刀对齿轮坯件的左旋齿进行粗开齿，然后对齿轮坯件的另一面进行右旋齿的粗开齿；

步骤四、齿轮坯件和滚刀的安装校准：找正齿轮外圆，使径向跳动误差控制在0.05mm，刀杆找正误差控制在0.03mm，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上；将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上，滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10；

步骤五、利用滚刀对齿轮坯件进行精加工：按照步骤四中将齿轮坯件和滚刀的安装校准好后，按划的螺旋线对刀，利用左旋滚刀精铣左旋齿；当左旋齿精铣完成后，同理利用右旋滚刀在不干涉其它齿部的情况下，采取先径向进刀（俗称“窝刀”），进行试探性的切削，在达到要求的齿深后，再进行正常的精铣切削；

步骤六、人字型齿轮成型后的检验：利用齿轮卡尺精度在0.02mm检验齿厚数据和滚齿机拉齿向共同检查和保证修磨质量经修磨，利用齿轮卡尺检查，修磨处低于工作面0.03mm；经修磨，利用齿轮卡尺检查，在机床上用百分表拉齿向，检查左旋齿和右旋齿全长的一致性。

实施例二、

步骤一、齿轮坯件的划线：将所要加工的齿轮坯件，根据图纸的尺寸要求和技术要求，利用划线工具画出左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线，划线的精度要求为0.5㎜；左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线延长线与空刀槽中心线的对中度允差为1mm ；

步骤二、夹紧安装校准盘铣刀的位置：将待加工的齿轮坯件与滚齿机的工作台同心，径向跳动控制在0.1mm，并压紧固定在滚齿机上；

步骤三、利用盘铣刀粗开齿：在步骤二的基础上，按划好的螺旋线，利用盘铣刀对齿轮坯件的左旋齿进行粗开齿，然后对齿轮坯件的另一面进行右旋齿的粗开齿；

步骤四、齿轮坯件和滚刀的安装校准：找正齿轮外圆，使径向跳动误差控制在0.05mm，刀杆找正误差控制在0.03mm，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上；将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上，滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10；

步骤五、利用滚刀对齿轮坯件进行精加工：按照步骤四中将齿轮坯件和滚刀的安装校准好后，按划的螺旋线对刀，利用左旋滚刀精铣左旋齿；当左旋齿精铣完成后，同理利用右旋滚刀在不干涉其它齿部的情况下，采取先径向进刀（俗称“窝刀”），进行试探性的切削，在达到要求的齿深后，再进行正常的精铣切削；

步骤六、人字型齿轮成型后的检验：利用齿轮卡尺精度在0.02mm检验齿厚数据和滚齿机拉齿向共同检查和保证修磨质量经修磨，利用齿轮卡尺检查，修磨处低于工作面0.05mm；经修磨，利用齿轮卡尺检查，在机床上用百分表拉齿向，检查左旋齿和右旋齿全长的一致性。

实施例三、

步骤一、齿轮坯件的划线：将所要加工的齿轮坯件，根据图纸的尺寸要求和技术要求，利用划线工具画出左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线，划线的精度要求为0.5㎜；左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线延长线与空刀槽中心线的对中度允差为1mm ；

步骤二、夹紧安装校准盘铣刀的位置：将待加工的齿轮坯件与滚齿机的工作台同心，径向跳动控制在0.1mm，并压紧固定在滚齿机上；

步骤三、利用盘铣刀粗开齿：在步骤二的基础上，按划好的螺旋线，利用盘铣刀对齿轮坯件的左旋齿进行粗开齿，然后对齿轮坯件的另一面进行右旋齿的粗开齿；

步骤四、齿轮坯件和滚刀的安装校准：找正齿轮外圆，使径向跳动误差控制在0.05mm，刀杆找正误差控制在0.03mm，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上；将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上，滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10；

步骤五、利用滚刀对齿轮坯件进行精加工：按照步骤四中将齿轮坯件和滚刀的安装校准好后，按划的螺旋线对刀，利用左旋滚刀精铣左旋齿；当左旋齿精铣完成后，同理利用右旋滚刀在不干涉其它齿部的情况下，采取先径向进刀（俗称“窝刀”），进行试探性的切削，在达到要求的齿深后，再进行正常的精铣切削；

步骤六、人字型齿轮成型后的检验：利用齿轮卡尺精度在0.02mm检验齿厚数据和滚齿机拉齿向共同检查和保证修磨质量经修磨，利用齿轮卡尺检查，修磨处低于工作面0.1mm；经修磨，利用齿轮卡尺检查，在机床上用百分表拉齿向，检查左旋齿和右旋齿全长的一致性。

Claims (4)

1.一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，其特征在于：步骤一、齿轮坯件的划线：将所要加工的齿轮坯件，根据图纸的尺寸要求和技术要求，利用划线工具画出左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线，划线的精度要求为0.5㎜； 步骤二、夹紧安装校准盘铣刀的位置：将待加工的齿轮坯件与滚齿机的工作台同心，径向跳动控制在0.1mm，并压紧固定在滚齿机上；步骤三、利用盘铣刀粗开齿：在步骤二的基础上，按划好的螺旋线，利用盘铣刀对齿轮坯件的左旋齿进行粗开齿，然后对齿轮坯件的另一面进行右旋齿的粗开齿；步骤四、齿轮坯件和滚刀的安装校准：找正齿轮外圆，使径向跳动误差控制在0.05mm，刀杆找正误差控制在0.03mm，将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上；步骤五、利用滚刀对齿轮坯件进行精加工：按照步骤四中将齿轮坯件和滚刀的安装校准好后，按划的螺旋线对刀，利用左旋滚刀精铣左旋齿；当左旋齿精铣完成后，同理利用右旋滚刀在不干涉其它齿部的情况下，采取先径向进刀，进行试探性的切削，在达到要求的齿深后，再进行正常的精铣切削；步骤六、人字型齿轮成型后的检验：利用精度为0.02mm的齿轮卡检验齿厚数据和滚齿机拉齿向共同检查和保证修磨质量；经修磨，利用齿轮卡尺检查，在机床上用百分表拉齿向，检查左旋齿和右旋齿全长一致性。

2.根据权利要求1所述的一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，其特征在于：左旋齿轮和右旋齿轮的螺旋线延长线与空刀槽中心线的对中度允差为1mm。

3.根据权利要求1所述的一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，其特征在于：将步骤三中粗开齿好的齿轮坯件，压紧固定在滚齿机上，滚齿机的差动挂轮误差精度控制在10 。

4.根据权利要求1所述的一种重型机械用人字型齿轮的加工方法，其特征在于：经修磨，利用齿轮卡尺检查，修磨处低于工作面0.03-0.1mm。