专利名称：一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法
技术领域：
本发明涉及一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，属于加工刀具技术领域。
背景技术：
在航空发动机齿轮的应用中，大压カ角齿轮不磨削齿根的应用越来越多，这种齿轮的粗加工必然会采用挖根加工。挖根齿轮的刀具设计一直是挖根齿轮加工的一大难题。通常都是采用凸顶滚齿刀具进行零件的加工。由于在滚齿加工中，由于延伸外摆线的产生，齿轮的挖根尺寸控制很不理想。现有齿轮在航空领域的应用逐渐向大压カ角、不磨削齿根的方向发展，齿轮的齿面进行渗碳处理，其他表面进行非渗碳保护。这种齿轮的结构设计有以下优点压カ角的增大可以提高齿轮的抗弯曲強度，齿轮的齿根不磨削加工，保留热处理过的表层可以提高齿轮的抗疲劳强度。但是这种齿轮的设计给齿轮的加工带来较大的麻烦，因为齿轮的齿根变窄、同齿高的条件下齿轮的重合度会降低，齿轮滚齿和磨齿加工的エ艺可行性差，齿根可容齿根圆角小，降低了齿轮的抗疲劳強度，通常是采用加大齿根深度的大圆角设计，齿轮粗加エ的滚齿刀具设计通常是采用凸顶滚齿刀具，但是凸顶刀具的齿轮挖根点和挖根量不好控制，导致齿轮的磨齿加工难以保证齿轮的渐开线起始点直径和齿轮的挖根量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，能解决大压力角齿轮挖根加工的难点问题，实现齿轮的挖根加工。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，它包括(I)、变模数设计将齿轮的齿根挖根点作为齿轮的纯滚动啮合点，根据齿轮的挖根点直径设计滚齿刀具的模数；(2)、双压カ角折线式设计将滚齿刀具与齿轮的啮合线设计在齿轮的挖根点位置，啮合线与挖根点的位置偏差在1.8mm以内，刀尖圆角下、啮合线以上设计刀具挖根压力角，啮合线以下设计刀具齿形角，刀具挖根压力角用来保证齿轮的齿根挖根点和挖根量，刀具齿形角是用来保证齿轮齿形精度，刀具挖根压力角和刀具齿形角形成滚齿刀具的折线式齿廓结构，刀具挖根压力角和刀具齿形角的交点为滚齿刀具的拐点，拐点位于啮合线上。所述的刀具挖根压力角小于刀具齿形角。本发明的有益效果在于刀具采用变模数和双压カ角折线式设计，通过对零件的实际加工，齿轮的挖根点和挖根量得到了良好的控制，并且通过零件的实际加工，效果良好。
图1为本发明滚齿刀具的法面剖面示意图；图2为现有刀具的法面剖面示意图。其中，ト刀尖圆角，2-刀具挖根压力角，3-拐点，4_哨合线,5_刀具齿形角，6_现有刀尖圆角，7-现有压力角，8-现有刀尖凸台。
具体实施例方式下面结合附图进一歩描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图1，一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，它包括
(I)、变模数设计将齿轮的齿根挖根点作为齿轮的纯滚动啮合点，根据齿轮的挖根点直径设计滚齿刀具的模数，齿轮配对啮合和齿轮齿条啮合的基本条件之一，就是基节相等，即Ml*cos(a l)=M2*cos(a 2),所以从理论上来说,对于被加工齿轮參数(Ml, a I)，有无数个滚齿刀具參数(M2，a 2)与之配合，达到确定滚齿刀具的模数的目的；(2)、双压カ角折线式设计将滚齿刀具与齿轮的啮合线4设计在齿轮的挖根点位置，啮合线4与挖根点的位置偏差在1. 8mm以内，刀尖圆角I下、啮合线4以上设计刀具挖根压カ角2，啮合线4以下设计刀具齿形角5，刀具挖根压力角2用来保证齿轮的齿根挖根点和挖根量，刀具齿形角5是用来保证齿轮齿形精度，刀具挖根压力角2和刀具齿形角5形成滚齿刀具的折线式齿廓结构，刀具挖根压力角2和刀具齿形角5的交点为滚齿刀具的拐点3，拐点3位于啮合线4上。所述的刀具挖根压力角2小于刀具齿形角5。刀具挖根压力角2的大小主要取决于和齿轮的挖根量、挖根深度和齿轮的齿根圆直径，刀具的刀尖圆角I的大小是根据齿轮的齿根圆角来设定的，把滚齿刀的两个压力角的拐点，3设定在啮合线4上，这样就可以精确的控制加工齿轮的挖根点。如图2，现行的挖根齿轮滚齿刀具设计，主要都是采用凸顶滚齿刀具进行加工，刀具采用单一压カ角进行刀具设计，零件的齿根圆角由刀具的现有刀尖圆角6来保证，齿轮的齿形误差由刀具的现有压力角7来控制，齿轮的挖根量和挖根点是由滚齿刀的现有刀尖凸台8的大小和凸台起始点来保证，这种刀具可以实现齿轮的挖根加工，但是对齿轮的挖根点和挖根量的控制不准确，会导致齿轮在磨齿加工时，齿轮渐开线起始点直径较难保证最小渐开线直径。可见，作为挖根齿轮的粗加工，为保持刀具经刃磨后，加工齿轮齿形的稳定性能，采用滚齿刀加工要稳定ー些，为了精确控制被加工齿轮的挖根点，本发明采用变模数设计，将齿轮的齿根挖根点附近作为齿轮的纯滚动圆，同时为保证齿轮的齿形误差，将刀具的模数和压カ角进行改变，以满足滚齿刀具与齿轮进行纯滚动的要求，通过本发明变模数、折线齿廓的刀具设计，对齿轮的挖根点和挖根量的控制比较准确，这样便实现了齿轮的挖根加エ。
权利要求
1.一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，其特征在于它包括(1)、变模数设计将齿轮的齿根挖根点作为齿轮的纯滚动啮合点，根据齿轮的挖根点直径设计滚齿刀具的模数；(2)、双压力角折线式设计将滚齿刀具与齿轮的啮合线(4)设计在齿轮的挖根点位置，啮合线(4)与挖根点的位置偏差在1. 8mm以内，刀尖圆角(I)下、啮合线(4)以上设计刀具挖根压力角(2)，啮合线(4)以下设计刀具齿形角(5)，刀具挖根压力角(2)用来保证齿轮的齿根挖根点和挖根量，刀具齿形角(5)是用来保证齿轮齿形精度，刀具挖根压力角(2)和刀具齿形角(5)形成滚齿刀具的折线式齿廓结构，刀具挖根压力角(2)和刀具齿形角(5)的交点为滚齿刀具的拐点(3)，拐点(3)位于啮合线(4)上。
2.如权利要求1所述的挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，其特征在于 所述的刀具挖根压力角(2)小于刀具齿形角(5)。
全文摘要
本发明公开了一种挖根齿轮滚齿刀具的变模数折线齿廓设计方法，它包括(1)变模数设计将齿轮的齿根挖根点作为齿轮的纯滚动啮合点，根据齿轮的挖根点直径设计滚齿刀具的模数；(2)双压力角折线式设计将滚齿刀具与齿轮的啮合线设计在齿轮的挖根点位置，啮合线与挖根点的位置偏差在1.8mm以内，刀尖圆角下、啮合线以上设计刀具挖根压力角，啮合线以下设计刀具齿形角，刀具挖根压力角和刀具齿形角的交点为滚齿刀具的拐点，拐点位于啮合线上。本发明的有益效果是刀具采用变模数和双压力角折线式设计，通过对零件的实际加工，齿轮的挖根点和挖根量得到了良好的控制，并且通过零件的实际加工，效果良好。
文档编号B23F21/16GK103009028SQ20121055240
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月18日 优先权日2012年12月18日
发明者杨新建, 黎刚, 郑荣成, 杨秀军 申请人:贵州黎阳航空动力有限公司