[发明专利]一种齿轮加工单齿分度工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮加工单齿分度工艺，属于机械加工技术领域。

背景技术

齿轮加工精度主要包括三个方面：齿形精度、齿向精度和齿距精度，其中齿距精度对齿轮传动的噪音和振动有重要影响。对于不同的齿轮加工方法，齿距误差的来源不一样。插齿、滚齿、蜗杆磨齿等工艺，采用展成原理进行连续加工，齿距误差主要由刀具精度和设备精度决定。成形铣齿、成形磨齿、指形刀铣齿、人字齿包络铣等工艺，采用的是单齿加工，单个齿距误差f_pt容易受到工艺系统热致变形和刀具磨损等因素的影响，容易出现规律性的单个齿距误差f_pt波动。

单齿加工时，有两种常用单齿分度工艺：连续分度和跨齿分度。连续分度时，首尾齿相邻；跨齿分度时，第1圈加工的齿和最后一圈加工的齿相邻，都容易出现单个齿距误差f_pt显著波动。为了降低单齿加工时的单个齿距误差f_pt波动，可以对工艺系统进行大流量冷却液强制冷却，并采用高耐磨性的刀具。这种方法既不符合绿色环保加工的发展趋势，又会显著提高加工成本。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提出一种降低工艺系统热变形和刀具磨损对齿距误差的影响，有效降低单个齿距误差f_pt，提高加工精度稳定性的齿轮加工单齿分度工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种齿轮加工单齿分度工艺，包括如下步骤：加工第1圈时，在齿轮一周n个均布位置上，n≥2，且n为整数，每处连续加工两个相邻齿槽；后续加工时，在每处已加工齿槽的左侧和右侧相邻位置再分别加工一个齿槽。

优选的，包括如下步骤：

(a)加工圈数为k，且k为整数，加工第1圈，即k＝1时，在齿圈的n个均布位置上，每处连续加工两个齿槽，一共加工2×n个齿槽，加工齿槽顺序编号P为：

P＝i i＝1,2,…,2×n

(b)后续加工时，在每处已加工齿槽的左侧和右侧相邻位置再分别加工一个齿槽，加工至第k圈时，各个齿槽顺序编号P为：

P＝2×n×(k-1)+i i＝1,2,…,2×n

(c)直至所有齿槽加工完；

上述的齿轮加工单齿分度工艺控制任意两个相邻齿槽之间的加工时间间隔为：1或2×n个齿槽加工时间。

优选的，在步骤(a)后还需要依据各个齿槽顺序编号P，确定对应的齿槽相位编号Q，整个齿轮上齿槽相位编号以第一个齿槽为1，然后顺时针依次编号，假设总齿数为m，则齿槽相位编号Q的范围为从1到m；依据齿槽顺序编号P，计算齿槽相位编号Q的计算方法为：

S1：引入参数p、g、H，计算p＝P-1，g＝2×n；计算

H＝mod(p,2)+(2×mod(p,2)-1)×floor(p/g)+floor(mod(p,g)/2)×floor(m/g)×2+floor(p/g)×m

S2：如果mod(m,g)≤1，那么Q＝H+1，跳到步骤e；否则进入下一步；

S3：如果mod(m,g)≤floor(mod(p,g)/2)×2+1，那么Q＝H+mod(m,g)，跳到步骤e；否则进入下一步；

S4：Q＝H+floor(mod(p,g)/2)×2+1，进入下一步；

S5：Q＝mod(Q,m)，计算结束；

其中，mod为求余函数，floor为向下取整函数。

优选的，所述m≥35，且m为整数；所述4≤n≤8，且n为整数。

本发明的有益效果：

本发明的目的是在在单齿加工时，有效降低工艺系统热致变形、刀具磨损等随着时间逐渐变化的因素对单个齿距误差f_pt的影响，提高单个齿距精度。在深入研究齿轮的单个齿距误差f_pt的评价方法，以及传统的单齿分度工艺之后，提出一种优化的单齿分度工艺。本发明的单齿分度工艺可以有效控制任意两个相邻齿之间的加工时间间隔，从而减小单个齿距误差f_pt的波动。

本发明的均布分度工艺可以严格控制任意两个相邻齿槽之间的加工时间间隔为：1或者2×n个齿槽加工时间。这样可以把工艺系统热变形和刀具磨损对单个齿距误差f_pt的影响限制在2×n个齿槽加工时间以内，有效降低单个齿距误差f_pt，提高齿轮精度。