[发明专利]大型插齿机刀轴的蜗杆齿形的加工方法

说明书

技术领域

本发明属于机械加工领域，特别涉及一种大型插齿机刀轴的蜗杆齿形的加工方法。

背景技术

刀轴即刀具主轴，它是所有机床重要的关键件之一。根据插齿机的插齿原理，插齿机的刀轴结构必须满足机床的运动要求。插齿机刀轴既做旋转运动，同时又做上下往复运动，而刀轴的上下往复运动是由扇形齿轮带动刀轴蜗杆形成的。与扇形齿轮相啮合的刀轴蜗杆齿形的精度如何，将直接影响被加工齿轮的质量。所以刀轴的蜗杆齿形的加工精度很关键。

目前，蜗杆齿形的机加工工序主要有：1）渗碳－淬火前的粗加工；2）渗碳－淬火后的半精加工和精加工。粗加工用普通车床加工，而半精加工和精加工是用螺纹磨经两次螺磨加工而成，且两次螺磨之间还有万磨－定性―车―加工中心―钳―超精磨等工序。插齿机刀轴的机加工工序长、工艺复杂。就蜗杆齿形渗碳－淬火后的精加工来说，螺纹磨加工刀轴蜗杆齿形难度很大，因为刀轴蜗杆的螺旋角等于零，与磨削螺纹、丝杠不同，不能连续加工，磨削时工作台不动只能一个齿面磨削后移动工作台再进行下一个齿面的磨削。这样一来，满足蜗杆螺牙轴向齿距的累积误差为±0.02的要求对操作者确实是一个考验。

随着军工、风电、矿山等行业的需求，齿轮机床必须向大型、精密、高速发展。机床的大型化，带来零件的尺寸、重量加大，具备这种大型、精密加工能力的企业、人员又不多，现有螺纹磨机床S7332（L1500、φ320）已满足不了加工要求。所以大型零件特别是重要件、关键件及关键工序等的机加工就受到严重挑战。因此，如何应用新工艺新技术进行技术创新就迫在眉睫。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种大型插齿机刀轴的蜗杆齿形加工方法，该方法以车代磨，有效地利用了现有设备，扩大了数控车床的加工范围，提高了工艺水平和操作能力，并降低了成本，缩短了生产周期。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种大型插齿机刀轴的蜗杆齿形的加工方法，包括以下步骤：

一）渗碳－淬火前的粗加工；

二）渗碳－淬火后的半精加工；

三）最后的精加工；

步骤一）所述的粗加工，控制齿厚单面留量为0.35～0.45㎜，控制蜗杆螺牙轴向齿距的累积误差在0.1以内；

步骤二）所述的半精加工，使用数控车床采用陶瓷刀片车削齿形两侧面，保证齿厚单面留量为0.18～0.22㎜；

步骤三）所述的精加工，使用数控车床采用数控外径切槽刀杆和刀片，控制切削速度和进给量分别控制在48.25米/分和5丝/转以下，用刀片右侧刃部按螺距车削齿形左侧至最终要求尺寸，所有齿形左侧一次切削，不可断刀；保持工件不动，再用刀片左侧刃部按螺距车削齿部右侧至最终要求尺寸，所有齿形右侧一次切削，不可断刀。

步骤一）所述的粗加工采用车床完成。

在进行步骤一）所述的粗加工前，先找正刀轴，使其外圆对中心孔的同轴度不大于0.05mm。

在进行步骤二）所述的半精加工前，先找正刀轴，使其两端外圆跳动允差不大于0.03mm。 

在进行步骤三）所述的精加工前，先找正刀轴，使其两端外圆及中间各处跳动允差不大于0.002mm。

本发明具有的优点和积极效果是：用数控车床代替螺纹磨的新工艺实施后，刀轴的蜗杆齿形经检验：与相啮合的扇形齿轮配接触区可达到90％以上，粗糙度、蜗杆螺牙的径向跳动允差和蜗杆螺牙轴向齿距的累积误差及各项指标均达到设计要求。这种新的加工方法不但解决了没有大型螺纹磨的难题，同时也有效地利用了现有设备，扩大了数控车床的加工范围，提高了工艺水平和操作能力并降低了成本，缩短了生产周期。

附图说明

图1是采用本发明加工的刀轴示意图；

图2是图1刀轴齿形结构局部剖1:1示意图；

图3是粗车留磨齿形样板结构示意图；

图4是图3的A-A局部剖视图；

图5是刀轴蜗杆齿形与扇形齿轮的啮合示意图。

图中：1、粗车留磨齿形样板，2、粗车留磨齿形样板校对板，3、刀轴，4、扇形齿轮。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图5。