专利名称：磨料流加工齿轮修缘技术的制作方法
磨料流加工齿轮修缘技术，属于磨料流加工(Abrasive·F10w Machining)和齿轮加工技术的范畴，是一种用磨料流加工技术进行齿轮修形的新工艺。
众所周知，齿轮修形能有效地减小啮合过程中因轮齿的变形和误差而引起的冲击，能有效地改善齿轮面的润滑状态，从而有利于减小附加动载荷，降低传动噪声，避免齿面早期破坏，也就是说可以提高轮齿的承载能力或使用寿命。然而，目前国内尚无一种较完善、经济、易于普及的齿轮修形工艺，滚剃修形不仅刀具难以设计制造，而且只适用于软齿面齿轮;磨削修形需要BC机构的专用磨床，而且成本高，生产率低，不适用于中低精度的齿轮，这是我国修形技术不能广泛使用的重要因素之一。
本发明目的在于利用磨料流加工技术，解决齿轮修形技术难题，从而提供一种在普通磨料流加工机床上配套简单专用夹具即可完成齿轮修形的技术方案。
本发明磨料流加工齿轮修缘技术是齿轮修形技术的一种，是在普通磨料流加工床一配套专用夹具就可以进行齿轮修缘的技术，主要包括机床的选择与设计，磨料流体的配制，专用采用的设计(如图1所示)，其机床为一般磨料流加工机床即可;其磨料流体介质一般由基体介质、添加剂、磨料三种成分均匀混合成一种半固体、半液体状态的聚合物，磨料使用氧化铝、碳化硼、碳化硅，其粒度、含量根据加工具体对象而确定，其特征在于专用夹具的设计，根据磨料流通过三角形截面的直通道时，三角形各顶点的切削量零，间隙最大处切削量亦最大，切削量与间隙宽度近似成线性正比的规律，磨料流齿轮修缘夹具(如图2、3所示)，从外观看呈圆柱体，由上端盖(1)、下端盖(2)、夹具体(3)组成，上、下端盖(1)、(2)完全对称，夹具体(3)是一个与被修形齿轮(4)的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮，从修缘高度开始，在内齿轮的齿根部，即夹具体(3)的齿根部分别开启三角形小槽，在轴向截面内，三角形中与被修形齿轮渐开线所对的边，从修缘高度开启，开至内齿轮的齿根圆，三角形中齿面相对的边和渐开线切线夹角成20°～30°，这样夹具体(3)从修缘高度开始与被加工齿轮(4)就形成了近似为三角形直通道，间隙从修缘高度从零向齿顶逐渐增大，夹具体(3)两端面路上、下端盖(1)、(2)内表面距离为30～50mm。
最佳实施例被修缘的齿轮材料为45＃钢，表面高频淬火，齿廓表面硬度G52、各齿轮经磨削，齿形误差6μm，达到GB179-83.7-6-6D4精度，模数m＝2.5，齿数z＝48，宽度B＝11，修缘高度ha＝0.6m＝1.5mm，修缘量取为0.01mm，选用MB9211机床，磨料为80＃碳化硅，磨料流体压力为60～70kgf/cm2，夹具体(3)齿根部开启三角形与中齿面相对的边和渐开线切线夹角为20°，夹具体(3)两端面距上、下端盖(1)，(2)的内表面距离为35mm，加工时间每个齿轮全部修形工时为5分钟。
经磨料流齿廓修缘后，在哈量产“万能渐开线检查仪E-012”上测齿形误差，垂直放大比Ux＝100∶1，水平放大比Vy＝4∶1，从图6中可以看出修形曲线近似呈直线，修形量的大小可以通过调整工艺参数来实现。
在工程级削声室内，试验齿轮正仅跑合30分钟后，用丹麦造B&K4165传声器和NDZ精密声级设计测定齿轮的噪声，在齿的一侧修缘，另一侧未修，同时用微机采样，记录声压信号。试验中正转为修缘齿轮啮合，反转为未修齿轮啮合，消除了安装误差对噪声的影响。
从试验结果中可看出如图4对比图表所示，噪声降低最大值为7dB(A)，平均3.75B(A)。未修形的频谱声压级峰值离散，且声压电平值较大;修形后频率变得丰富，声压电平值大幅下降，说明修形后齿的啮入啮出冲击变小，载荷变得平稳。另外未修缘的齿轮在运转一般时间后齿顶部出现一条发亮的带，并且在沿滑动方向有撕伤的痕迹，这说明此处磨损较大，齿轮修缘后由于修去了齿顶附近的渐开线部分，故滑动速度大的那部分所受载减小，因而摩擦损失和温升降低，而且避免了顶刃啮合，其结果使大滑动速度区不会出现冲击载荷。众所周知，工作齿面的接触疲劳点蚀大多数情况下发生在靠节点的下齿面，齿廓修形使这部分的负担减轻，从而使其接触压力降低。此外由于齿廓修形在进入啮合的瞬时，建立起了楔形膜，该油隙保证了能可靠的向接触区吸卷了润滑油。综上所述，由于齿形修整，使动载荷减少，声压级降低，而且降低了齿根应力，提高了齿面抗胶合能力，保证了修形精度。最重要的是加工设备简单、操作方便、生产率高、易于推广应用。
图1为磨料流加工齿轮修缘示意图。(可兼做摘要附图)图中标号为Ⅰ磨料流加工机床。
Ⅱ磨料流介质。
Ⅲ专用夹具。
图2为专用夹具主视图，图中标号1、上端盖2、下端盖3、夹具体 4、被加工齿轮图3为专用夹具俯视图A-A剖面图。
图4为修缘前后噪声对比图。
图5为修缘前齿形曲线图。
图6为修缘后齿形曲线图。
上表为附图4的对比值表
权利要求
1.磨料流加工齿轮修缘技术，是一种在普通磨料流加工机床上配套简单专用夹具就可以进行齿轮修缘的技术，主要包括机床的选择与设计、磨料流体介质的配制、专用夹具的设计，其机床为一般磨料流加工机床即可；其磨料流体介质一般由基体介质、添加剂、磨料三种成分均匀混合成一种半固体、半液体状态的聚合物，磨料使用氧化铝、碳化硼、碳化硅，其粒度、含量根据加工具体对象而确定，其特征在于专用夹具的设计，根据磨料流体加工的切削规律，夹具从外观上看呈圆柱体，由上端盖(1)、下端盖(2)和夹具体(3)组成，上、下端盖(1)、(2)完全对称，夹具体(3)是一个与被修形齿轮的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮，从修缘高度开始，在夹具体(3)的齿根部分别开启三角形小槽，与被加工齿轮形成三角形直通道，在轴向截面内，三角形中与齿面相对的边和渐开线切线夹角成20°～30°，夹具体(3)两端面距上、下端盖(1)、(2)内表面距离为30～50mm。
2.按照权利要求1所述的磨料流加工齿轮修缘技术，其特征在于所述的夹具体(3)的齿根部，分别开启三角形小槽，是在轴向截面内，三角形中与被修齿轮渐开线对的边从修缘高度开启，开至内齿轮的齿根圆。
3.按照权利要求1和2所述的磨料流加工齿轮修缘技术其特征在于夹具体(3)与被加工齿轮形成的三角形通道，其间隙从修缘高度从零向齿顶逐渐增大。
全文摘要
磨料流加工齿轮修缘技术属于磨料流加工和齿轮加工技术的范畴，是一种用磨料流加工技术进行齿轮修形的技术方案，主要包括机床设计、磨料配制、专用夹具设计，其特征在于专用夹具的设计，由上、下端盖和夹具体组成，其夹具体是一个与被修形齿轮的模数、齿数、变位系数都相同的内齿轮，在夹具体的齿根部，分别开启三角形小槽与被加工齿轮形成三角形直通道。其该项技术，生产率高、设备简单、操作方便、易于应用推广。
文档编号B24B9/04GK1068988SQ9110537
公开日1993年2月17日 申请日期1991年8月1日 优先权日1991年8月1日
发明者白俊生, 李元宗, 阎慕良, 轧刚, 车惠 申请人:太原工业大学