形原理不意图。
[0048] 图2为本发明所构造的产形轮结构示意图。
[0049] 图3为本发明所要切削的弧齿非圆锥齿轮小轮结构示意图。
[0050] 图4为本发明所要切削的弧齿非圆锥齿轮大轮结构示意图。
[0051] 图中：1.主动非圆节锥面，2.产形轮齿长曲线，3.产形轮，4.产形平面，5.从动非 圆节锥面，6.端面铣齿刀，7.产形轮齿廓，8.产形轮节锥面。
【具体实施方式】
[0052] 其基本产形原理如图1所示，是基于保证产形轮3的产形平面4与一对共扼的主 动非圆节锥面1和从动非圆节锥面5(该非圆节锥面即为待加工的一对非圆齿轮的节曲面） 纯滚动。如此，产形轮齿廓7便可以同时在待加工的一对共扼的非圆锥齿轮的节曲面上生 成共扼齿廓。这样生成的非圆锥齿轮齿廓的齿长曲线形状便由产形轮齿长曲线2所决定。 而弧齿锥齿轮端面铣齿刀6就安装在产形轮3上，作为产形轮3的齿廓。加工收缩齿廓弧 齿非圆锥齿轮采用平顶产形轮，其产形轮的形状如图2所示。它的面锥是一个产形平面4， 产形轮节锥面8是一个锥角接近90度的平面。
[0053] 本发明所要切削的弧齿非圆锥齿轮小轮结构如图3所示，所要切削的弧齿非圆锥 齿轮大轮结构如图4所示。
[0054] 待加工收缩齿弧齿非圆锥齿轮，其基本参数如下表所示：
[0055] 表格1齿轮基本参数
[0056]
[0057] 根据以上参数，在六轴直角坐标式弧齿锥齿轮铣齿机上加工，运用二次切削法加 工，其步骤如下：
[0058] 1、根据加工条件确定齿轮的基本切削参数如下
[0059] 表格2基本加工条件
[0060]
[0061] 2、根据上述方法计算得刀具基本参数如下表所示：
[0062] 表格3刀盘及刀片参数
[0063]
[0064] 3、根据上述方法计算初始刀位，得到机床的基本调整参数如下（由于一对齿轮的 大轮和小轮产形轮运动参数完全一样，因此加工参数完全一致）
[0065] 表格4小轮机床调整参数
[0066]
[0067] 表格5大轮机床调整参数
[0068]
[0069] 4、根据上述参数计算得到机床的运动方程如下
[0071] 式中，DX，DX，Dx分别为机床的X，Y，Z轴的位置。Eb为轴向轮位由于表达式较复杂， 此处不再展开。
【主权项】
1. 一种弧齿非圆锥齿轮的铣齿加工方法，其特征在于：采用单齿分度连续展成法：在 加工过程中，虚拟摇台和齿轮作纯滚动啮合，刀盘上的切削刃渐渐切入齿轮实体，并展成齿 轮的齿廓；完成一个轮齿的加工后，将刀盘在虚拟摇台上转动一个分度角，再将虚拟摇台和 齿轮以纯滚动关系转动一个合适的位置，进行下一个齿的切削； 其加工工艺由如下步骤进行： 一、 确定切削参数：根据弧齿锥齿轮的图纸要求，以及干切或湿切的加工要求，选用合 适机床，夹紧方式，冷却方式，进给速度，主轴转速 二、计算刀盘的参数： a) 刀盘的齿数：理论上可以任意选取，实际上由刀盘厂商根据刀盘半径rv各有标准； b) 刀盘半径：刀盘半径rv根据待加工齿轮的接触情况决定，一般可先选取，再根据接 触情况优化； c) 刀片的压力角：压力角由待加工齿轮的理论螺旋角决定，一般按下式计算：式中，a^为齿轮的理论设计压力角，一般取为20度；hf为待加工齿轮的齿根高；0 ￡为 理论螺旋角；私为理论接触点的锥距； d) 错刀距：错刀距要根据齿轮的模数和螺旋角决定，并在实际加工中微调，一般的可 按下忒估管.式中，rdl为小轮的大端锥距，z小轮的齿数； 三、 刀位参数： a) 计算无展成刀位：根据摆线的产形原理以及相应的数学模型，计算无展成的刀位： 若机床为摇台型机床，则无展成刀位为：其中r;为径向无展成刀位，0 ;为角向无展成刀位 若机床为直角坐标型机床，则无展成刀位为：其中，私为垂直无展成刀位，Vi为水平无展成刀位； b) 计算初始刀位：其起始角度相对无展成的角度增加或者减少一个展成角0kl(i= 1，2…z)，展成角的符号由展成方向决定，展成角的大小需要根据非圆锥齿轮的重合度来确 定，对于每个轮齿都不一样，该角度即为等加工齿轮一个轮齿从啮入到啮出摇台转的角度； 对于摇台型机床，初始刀位按下式计算：其中，r。。为初始径向刀位，0i。为初始角向刀位； 对于直角坐标型机床，则初始刀位为：其中，私。为初始垂夏刀位，Vi。为初始水平刀位； 四、 轮位参数：由齿轮的安装决定，修正此位置有利于齿轮接触区的调整； 五、 机床根锥角参数：该参数由齿轮的收缩齿制决定，若要加工等高齿直齿锥齿轮，则 该参数为直齿锥齿轮的节锥角，若要加工收缩齿直齿锥齿轮，则该参数为齿轮的根锥角； 六、 各轴的运动关系：若机床是摇台型机床，此时机床各轴的运动关系方程为式中n3ux,n3uy,n3uz是非圆锥齿轮根锥面的法向量的三个坐标分量；13ux,t3uy,t3uz是其第 一方向切向量的三个坐标分量，t4ux,t4uy,t4uz是其第二方向切向量的三个坐标分量；〇 $是 机床工件轴的角度位置；SB〇A是机床根锥轴的角度位置；9e是机床摇台轴的角度位置； 可根据下式计算：式中，fV:为待加工齿轮的转角，s。为瞬时节锥角，5。'为节锥角8。对转角钱求导，BP (%' = dd,,! d(pt) 若机床是直角坐标型机床则需要将刀盘水平和垂直轴（一般是X轴和Y轴）虚拟为一 个摇台轴，此摇台轴的进给量即为齿轮展成运动的进给量；此时，机床各轴的运动关系方程 为：式中Dx，Dx，Dx分别为机床的X，Y，Z轴的位置；Eb为轴向轮位 七、 切削方法：单分度双面铣削，为了方便的调出接触区，大轮采用单刀双面法加工，即 用同一刀盘的内外刀刃同时切出轮齿的凹凸齿面；小轮采用单刀单面法，即用同一刀盘在 某一刀位先切出轮齿的凹齿面，再使用相同刀盘，调整刀位，切出轮齿的凸齿面； 八、 机床参数的调整：由于机床，刀盘，工装等综合误差，实际切削出的大轮和小轮的接 触区域往往和理论计算不一致，可以对刀位和机床主轴的工件轴的运动关系进行微调以达 到最佳的接触状态。
【专利摘要】一种弧齿非圆锥齿轮的铣齿加工方法，采用单齿分度连续展成法：在加工过程中，虚拟摇台和齿轮作纯滚动啮合，刀盘上的切削韧渐渐切入齿轮实体，并展成齿轮的齿廓。完成一个轮齿的加工后，将刀盘在摇台上转动一个分度角，再将摇台和齿轮以纯滚动关系转动一个合适的位置，进行下一个齿的切削。可以在通用的弧齿铣齿机上加工弧齿非圆锥齿轮，加工刀具和工装夹具加工弧齿锥齿轮一样，无需特别定制。具有加工效率高，精度高，加工工艺能力成熟的特点。
【IPC分类】B23F9/08
【公开号】CN105108241
【申请号】CN201510581243
【发明人】华林, 郑方焱, 韩星会
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月11日