本发明涉及一种基于齿面接触分析的弧齿锥齿轮的铣齿方法。
背景技术：
按传统的铣齿方法一般大多数采用大轮粗铣，大轮精铣，小轮粗铣，小轮精铣凹面，小轮精铣凸面，五道工序统称五刀法加工，其优点能单独对凹凸面接触区质量进行控制，一直被广泛应用。其弱点是效率低，刀盘数量多，对调整工的技能要求高，质量控制比较困难，产品一致性差。
随着科技的发展新一代五轴联动数控铣齿机诞生，如美国的凤凰二代275HC，600HC，国产的JCB32，JCB605等更高效，为操作方便的新型的弧齿锥齿轮铣齿方法即全工序法创造了条件，而且可以对所有的弧齿锥齿轮铣齿，磨齿实现全工序法加工。
弧齿锥齿轮及双曲线齿轮根据使用要求对接触区有着不同的要求，如接触区的长短，宽窄及位置，如果采用全工序法加工工艺，首先必须解决怎样对接触区技术要求的控制，接触区长短主要靠改变刀盘直径来控制的，所以一般采用不同的二个刀盘的直径分别对齿轮的凹凸面接触区长度进行控制；这样铣/磨齿工艺必须要二个不同的刀盘，二次装夹才能完成整个加工过程，效率低。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种基于齿面接触分析的弧齿锥齿轮的铣齿方法。
本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种基于齿面接触分析的弧齿锥齿轮的铣齿方法，弧齿锥齿轮包括一个大齿轮和一个小齿轮，大齿轮和小齿轮均为具有弧形齿面的锥齿轮，所述铣齿方法包括一个刀盘，采用一次装夹，一刀完成大齿轮和小齿轮铣齿的全部加工，还包括以下步骤：
步骤1：确定待加工的大齿轮和小齿轮的参数，所述参数包括齿数、模数、压力角、螺旋角、齿面宽、轴交角、全齿高和齿根角；
步骤2：根据大齿轮和小齿轮的参数，按照刀盘选择标准初步选定刀号X；
步骤3：采用齿面接触分析的方法，通过改变内外刀压力角来代替二个不同直径的刀盘，当外刀压力角减小，且内刀压力角增大时，接触区变长，反之，当外刀压力角增大，且内刀压力角减小时，接触区变短，分析采用刀号X的刀盘进行加工计算接触区的结果，查看结果是否满足设计要求；
步骤4：如果不满足设计要求，根据计算结果重新选择刀号Y，然后再按照步骤3中重新计算采用刀号Y的刀盘进行加工计算接触区的结果，直到计算结果符合设计要求；
步骤5：将选定好的刀盘的参数，以及待加工的大齿轮和小齿轮的参数输入到铣齿机和磨齿机内，进行大齿轮和小齿轮的加工；
步骤6：对加工完成的大齿轮和小齿轮进行检查，确认各项参数是否满足精度指标，如果不满足重复步骤5直到满足精度指标。
步骤2中所述选择标准为所选的刀盘的中点锥距与刀盘半径大致相等。略大或略小均可以，但是不能过大或过小，过大或过小存在反收缩或正收缩的问题。
优选的，步骤3中接触区的参数的计算采用TAC接触分析软件进行，输入的参数和计算结果均显示在计算调整卡内，通过调整计算调整卡的参数获得最 佳接触区的加工参数，步骤5中按照计算调整卡上的最终参数调整铣齿机和磨齿机，实现大齿轮和小齿轮的加工。
本发明的有益效果是：本发明提供的一种基于齿面接触分析的弧齿锥齿轮的铣齿方法，采用这种加工方法的结果与理论计算保持一致，无需经过多次调整，工程师在计算调整卡时就能准确地对齿轮的接触质量作出评估，一次装夹，减少多次装夹带来的定位精度误差，提高了齿轮的精度一致性，最重要的是小齿轮精加工一次完成小轮凹凸面的接触区控制，效率提高，是一种比较先进的铣齿、磨齿工序，高效、经济、易操作具有推广价值。
具体实施方式
现在对本发明作详细的说明。
本发明的一种基于齿面接触分析的弧齿锥齿轮的铣齿方法，特点：一个刀盘，一次装夹完成二个不同曲面的加工来提高生产效率，大齿轮和小齿轮只需要一刀完成铣齿的全部加工，大大减少了调整时间，减少了铣齿时间，提高了工作效率。
通过改变内外刀压力角来代替二个不同直径的刀盘，当外刀压力角减小，且内刀压力角增大时，接触区变长，反之，当外刀压力角增大，且内刀压力角减小时，接触区变短。
引入螺旋运动的概念，也就是说与几何的直线性的齿根线比较，它是椭圆性质的，齿根线是弯曲的，其目的是一刀完成凹面和凸面二个不同曲面达到技术要求的接触区。
下面以实际加工进行步骤的说明：
步骤1：设计参数
大齿轮齿数35，小齿轮齿数31，模数2.31，压力角20°，螺旋角35°，齿面宽17，轴交角83°，全齿高4.36，大轮齿根角2.56°，小轮齿根角2.2°；
步骤2：按照标准选用3.5时(88.9mm)刀盘，刀号选用7.5号，也就是外刀刀片压力角18.75°，内刀刀片压力角21.25°；
步骤3：采用TAC接触分析软件，以及3.5时(88.9mm)刀盘，刀号选用7.5号，计算接触区的结果；
步骤4：改变刀号，采用刀号为20号的刀，即外刀刀片压力角16°40′，内刀刀片压力角23°20′，重新计算接触区的结果；
刀号7.5与刀号20比较，接触区的长短可以通过改变刀片压力角来控制接触区的长度，而不一定要改变刀盘的直径来控制，也就是说一个刀盘同样可以控制二个齿面(凹面、凸面)的接触区长短；
接触区的位置调整，首先把齿宽的中点位置设置为0，小端为-0.5，大端为0.5，此时计算结果接触区的位置在中部，改变位移参数设置为凸面-0.15，凹面为0.15，由上计算的接触区可知，只要改变位移参数，就可以达到设计要求，采用一个刀盘的情况下对二个齿面(凹面、凸面)的接触面能够进行单独控制，同样道理，对接触区的宽窄都能单独控制；
步骤5：将选定好的刀盘的参数，以及待加工的大齿轮和小齿轮的参数输入到铣齿机和磨齿机内，进行大齿轮和小齿轮的加工；
步骤6：对加工完成的大齿轮和小齿轮进行检查，确认各项参数是否满足精度指标，如果不满足重复步骤5直到满足精度指标。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其 技术性范围。