[发明专利]一种滚刀的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚刀的设计方法，特别是一种基于作图法实现滚刀齿形设计的方法。

背景技术

在机械传动机构中，齿轮的形状、精度和角节距等参数是齿轮传动中十分重要的数据和指标，这些参数的选择直接影响到齿轮传动的性能和质量，并直接关系到齿轮传动产品的技术指标，甚至影响整个产品质量。

目前，常用的实现齿轮齿形加工的滚刀一般多采用计算方法进行设计，这种方法在设计中需要套用繁琐复杂的公式，计算大量的数据，而且计算过程中很多数据的选择凭经验值获得，这样的数据选择不能保证计算结果的合理性，一旦结果出现偏差或计算数据不合理，就需要重新进行计算，费时费力；另外一种常用的滚刀设计方法是作图法，但是，现有技术中的作图法通常需要先计算出齿轮圆弧的圆心坐标，然后再将圆心连起来，通过作图得到齿形曲线，这种作图法虽然较计算法的设计过程相对简单，然而仍然需要先进行齿轮圆弧的圆心坐标的计算，还是要用到一些设计计算公式，这就使得设计过程中，无法实现对滚刀齿形进行即时更改，滚刀实际加工过程中的直观性差，滚刀设计效率低，故还有待于做进一步的改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种设计简单直观、方便即时更改和优化的滚刀设计方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种滚刀的设计方法，其特征在于，该滚刀设计方法包括有如下步骤：

(1)、根据被加工的齿轮零件的齿形技术参数，绘制被加工的齿轮零件的齿形图；

(2)、以被加工的齿轮零件的齿形圆心O为基准，在一个角节距τ内做τ/n阵列，其中，n取整数值，并且，阵列后得到共n+1条标号分别为1、2、3、……、n-1、n、n+1的被加工齿轮零件的齿形曲线；

(3)、以被加工的齿轮零件的齿形圆心O为基准，首先把1号曲线沿X轴方向水平移动t/n距离至P点，然后将2号曲线和1号曲线一起沿X轴方向水平移动t/n距离至P点，接着再把3号、2号和1号曲线一起沿X方向水平移动t/n距离至P点，以此类推，直至最后把n+1号、n号、n-1号、……、3号、2号和1号曲线全部沿X方向水平移动t/n距离至P点，得到被加工的齿轮零件的齿形包络线，其中，t为对应被加工的齿轮零件上的弧长节距；

(4)、把步骤(3)中得到的所述被加工的齿轮零件的齿形包络线沿Y轴方向进行镜像，得到被加工的齿轮零件的一组对称的包络线图形，该包络线图形对应为滚刀齿形曲线的包络线；

(5)、对所述滚刀齿形曲线的包络线进行修正，用圆弧或直线代替齿形曲线的包络线，并最终获得完整的滚刀齿形曲线。

考虑到包络线的齿形曲线不能直接用于滚刀齿形曲线的加工，为了保证滚刀齿形的工艺性，作为优选，所述的步骤(5)中，所述滚刀齿形曲线的包络线修正方法包括有如下步骤：

(a)、在所述滚刀齿形曲线的包络线上取三个点，由该三点确定一个圆，所述滚刀齿形曲线的包络线用所做圆上的圆弧或者直接由包络线上的两点连接的直线来代替；

(b)、所述滚刀齿形曲线的齿底圆弧所对应的圆弧圆心W在X轴上的坐标设定为t/2，其中，t为对应被加工的齿轮零件上的弧长节距，该圆弧圆心W在Y轴上的坐标由作图法得到；

(c)、用AutoCAD的修剪命令得到半个滚刀齿形；

(d)、用镜像命令可到所述滚刀的全颗齿形，阵列后获得所述滚刀的完整齿形图。

为了提高滚刀的设计精度，作为优选，根据所述滚刀的齿形精度，所述滚刀齿形曲线的包络线修正方法的作图精度达到0.00001～0.0001mm。

为了方便绘图，并且能够达到满足滚刀设计的精度要求，作为进一步优选，所述的被加工的齿轮零件的齿形图由AutoCAD绘制，并且，根据所述滚刀的设计精度，在绘制被加工的齿轮零件的齿形图之前，先设置AutoCAD的绘图精度及小数点保留位数。

作为优选，所述n的取值范围宜为5～12内的整数值。当n的取值过小时，最后作图得到的滚刀齿形曲线不够光滑，滚刀齿形精度低；当n取值过大时，则作图过程中阵列后的曲线过多，造成线条太过密集，难以区分，增加作图工作量，因此，n值适宜保持在一个合理的范围内，以5～12的整数值范围内为最佳。