专利名称：大模数齿条齿形精加工方法
技术领域：
本发明涉及大模数齿条齿形精加工方法。
背景技术：
齿条是齿轮传动装置中重要的基础传动件之一。其承载能力和使用寿命的高低是 齿条制造技术水平的重要标志。现有矿山设备和锻压、轧钢等冶金设备中的大模数齿条，其 齿形精度采用国家标准(GB1009-88)8级 9级中等精度等级，齿面硬度采用HB ( 350的 中等硬度，齿面粗糙度Ra要求3. 2 1. 6 y m。此类大模数齿条齿形精加工采用铣削加工方 法完全能够到达产品设计图纸要求。近年来在某些特殊产品中出现了硬齿面齿条。这类齿条其齿形精度采用相当于国 家标准(GB1009-88)7级 8级比较高的精度等级，齿面硬度采用HRC55以上，齿面粗糙度 Ra要求0. 8 y m。对于大模数硬齿面齿条齿形的精加工而言，受现有磨削设备加工尺寸的限 制，目前采用特殊高硬度硬质合金刀具铣削精加工齿形，费用高，加工效率低。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种加工质量好、成本更低的大模数齿条齿形精 加工方法。解决上述技术问题的技术方案是大模数齿条齿形精加工方法，将粗加工后的齿 条安装在数控铣镗床的工作台上，并在该数控铣镗床的滑枕的端面处安装带有砂轮的磨削 装置，通过控制数控铣镗床中的滑枕与工作台的相对运动使砂轮沿一定的轨迹对齿条的齿 形进行磨削。本发明的有益效果是通过在滑枕的端面处安装磨削装置从而将齿条磨削加工应 用到数控铣镗床如龙门铣上，从而代替了磨床，扩展了通用机床的加工范围，解决了大模数 齿条齿形精加工无法磨削的问题，有效提高齿条的齿形精度及齿面质量。此方法具有技术 可靠、操作灵活、易于实施、所需成本低、经济实用的特点。特别适用于单件小批量大模数齿 条的磨削加工。
图1为本发明的加工示意图。图2为本发明中加工齿形齿斜面的示意图。图3为本发明中采用单齿法进刀方式加工齿形齿斜面的示意图。图4为本发明中采用多齿法进刀方式加工齿形齿斜面的示意图。图5为本发明中加工齿底圆弧的示意图。图6为齿条齿形结构示意图。图中标记为磨削装置1、砂轮2、齿斜面成型砂轮201、齿底圆弧成型砂轮202、滑 枕3、数控铣镗床4、工作台5、齿条6、左齿斜面701、右齿斜面702、左齿底圆弧801、右齿底圆弧802、齿斜面方向B、齿距方向X、齿高方向Y、齿宽方向V。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。如图1所示的大模数齿条齿形精加工方法，将粗加工后的齿条6安装在数控铣镗 床4的工作台5上，并在该数控铣镗床4的滑枕3的端面处安装带有砂轮2的磨削装置1， 通过控制数控铣镗床4中的滑枕3与工作台5的相对运动使砂轮2沿一定的轨迹对齿条6 的齿形进行磨削。磨削装置1能够带动砂轮2旋转，其重量最好小于数控铣镗床4所带的 附件角铣头的重量，安装方式可与附件角铣头相同，这样实际上是用磨削装置1替代了数 控铣镗床4的附件角铣头，因此在滑枕3上安装磨削装置1后实现了数控铣镗床4的磨削 功能。可见，本发明通过在滑枕3的端面处安装磨削装置1从而将齿条磨削加工应用到数 控铣镗床如龙门铣上，扩展了通用机床的加工范围，解决了大模数齿条齿形精加工无法磨 削的问题，有效提高齿条的齿形精度及齿面质量。如图1 2所示，本发明可通过数控编程控制数控铣镗床4中的滑枕3与工作台 5之间分别在齿距方向X、齿高方向Y以及齿宽方向V的相对运动使砂轮2沿一定的轨迹 对齿条6的齿形进行磨削，从而保证加工效率和精度。数控编程可实现砂轮2在由齿距方 向X、齿高方向Y和齿宽方向V构成的空间坐标系中多坐标联动，为砂轮2的进刀方式提供 了更多选择。其中，滑枕3与工作台5之间分别在齿距方向X和齿高方向Y上的相对运动 是通过滑枕3的横移和伸缩来实现的。而滑枕3与工作台5之间在齿宽方向V的相对运动 最好通过工作台5的纵向移动来实现，这样可以减少数控铣镗床水平滑枕作往复运动的次 数，保护水平滑枕的运动精度。实施例使用本发明的大模数齿条齿形精加工方法加工图6所示的齿条齿形。该齿形的每 个齿由左齿斜面701、右齿斜面702、左齿底圆弧801、右齿底圆弧802以及齿底面组成。由 于大模数齿条齿形磨削面积大，故采用分段成形法磨削。如图2 4所示，先使用齿斜面成 型砂轮201按照轨迹法的磨削方式成型各齿的左齿斜面701和右齿斜面702，然后如图5所 示使用齿底圆弧成型砂轮202按照成型法的磨削方式成型各齿的左齿底圆弧801和右齿底 圆弧802。先成型各齿的左齿斜面701和右齿斜面702，然后再成型各齿的左齿底圆弧801 和右齿底圆弧802的顺序可保证左齿斜面701与左齿底圆弧801之间以及右齿斜面702与 右齿底圆弧802之间的圆滑过渡，便于齿厚、齿距尺寸和精度直接控制和检测。上述“轨迹 法的磨削方式”是指磨削时齿斜面成型砂轮201具有沿齿斜面方向B的运动，即沿左齿斜面 701和右齿斜面702轨迹的运动。而“成型法的磨削方式”是指将齿底圆弧成型砂轮202的 外缘修形成与左齿底圆弧801和右齿底圆弧802 —致的形状，然后通过齿底圆弧成型砂轮 202相对齿条6沿齿宽方向V的往复运动成型左齿底圆弧801和右齿底圆弧802的磨削方 法。“轨迹法的磨削方式”以及“成型法的磨削方式”分别为本领域的公知技术。如图3 4所示，通过齿斜面成型砂轮201成型各齿的左齿斜面701和右齿斜面 702时，采用单齿法或多齿法的进刀方式控制齿斜面成型砂轮201的运动轨迹。如图3所 示，所述“单齿法”是指齿斜面成型砂轮201先沿齿斜面方向B的进刀方向加工一个齿的左 齿斜面701或右齿斜面702，到位后再沿齿距方向X移动一个齿的距离后加工下一个齿的左
4齿斜面701或右齿斜面702，依此类推加工各齿的左齿斜面701和右齿斜面702。如图4所 示，所述“多齿法”是指先将齿斜面成型砂轮201固定在某一齿高位置，将一个齿上位于该 齿高位置上的左齿斜面701或右齿斜面702磨削后，再沿齿距方向X移动一个齿的距离后 加工下一个齿上位于该齿高位置上的左齿斜面701或右齿斜面702，直到将此高度所有左 齿斜面701和右齿斜面702磨削后，齿斜面成型砂轮201再沿齿高方向Y进刀，并重复上述 操作直至各齿的左齿斜面701和右齿斜面702加工完成。两种进刀方式主要根据齿条磨削 前热处理变形情况、变形大小、齿面磨削余量的大小及均勻性来选择。当齿条变形较大，齿 面磨削余量不均，采用单齿法进刀方式。当齿条变形较小，齿面磨削余量均勻，采用多齿法 进刀方式。由于齿形的齿底面不与齿轮接触，对其尺寸及位置没有精度要求，因此对齿条6 的各齿的齿底面进行粗加工时可直接加工到位。通过磨削方法对大模数齿条齿形进行精加工时还会涉及到及磨削基准的选定、磨 削余量的确定、砂轮参数及磨削用量的选择、冷却液的供给、砂轮的修整方法的内容，这些 都是本领域的公知技术，在此不在赘述。
权利要求
大模数齿条齿形精加工方法，其特征在于将粗加工后的齿条(6)安装在数控铣镗床(4)的工作台(5)上，并在该数控铣镗床(4)的滑枕(3)的端面处安装带有砂轮(2)的磨削装置(1)，通过控制数控铣镗床(4)中的滑枕(3)与工作台(5)的相对运动使砂轮(2)沿一定的轨迹对齿条(6)的齿形进行磨削。
2.如权利要求1所述的大模数齿条齿形精加工方法，其特征在于通过数控编程控制 数控铣镗床(4)中的滑枕(3)与工作台(5)之间分别在齿距方向(X)、齿高方向(Y)以及齿 宽方向(V)的相对运动使砂轮(2)沿一定的轨迹对齿条(6)的齿形进行磨削。
3.如权利要求2所述的大模数齿条齿形精加工方法，其特征在于先使用齿斜面成型 砂轮(201)按照轨迹法的磨削方式成型各齿的左齿斜面(701)和右齿斜面(702)，然后使用 齿底圆弧成型砂轮(202)按照成型法的磨削方式成型各齿的左齿底圆弧(801)和右齿底圆 弧(802)。
4.如权利要求3所述的大模数齿条齿形精加工方法，其特征在于在通过齿斜面成型 砂轮(201)成型各齿的左齿斜面(701)和右齿斜面(702)时，采用单齿法或多齿法的进刀 方式控制齿斜面成型砂轮(201)的运动轨迹。
全文摘要
本发明公开了一种加工质量好、成本更低的大模数齿条齿形精加工方法。该方法的特点是将粗加工后的齿条安装在数控铣镗床的工作台上，并在该数控铣镗床的滑枕的端面处安装带有砂轮的磨削装置，通过控制数控铣镗床中的滑枕与工作台的相对运动使砂轮沿一定的轨迹对齿条的齿形进行磨削。通过在滑枕的端面处安装磨削装置从而将齿条磨削加工应用到数控铣镗床如龙门铣上，扩展了通用机床的加工范围，解决了大模数齿条齿形精加工无法磨削的问题，有效提高齿条的齿形精度及齿面质量。此方法具有技术可靠、操作灵活、易于实施、所需成本低、经济实用的特点。特别适用于单件小批量大模数齿条的磨削加工。
文档编号B23F19/00GK101850446SQ20101018715
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者付建平, 刘毅, 张英军, 王永成 申请人:二重集团(德阳)重型装备股份有限公司