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一種端齒的研齒方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510736786.8

申請日:

2015.11.03

公開號:

CN105234501A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):B23F 15/06申請公布日:20160113|||實質審查的生效IPC(主分類):B23F 15/06申請日:20151103|||公開
IPC分類號: B23F15/06 主分類號: B23F15/06
申請人: 中國航空工業集團公司北京航空精密機械研究所
發明人: 刁建東; 楊輝; 高英
地址: 100076北京市豐臺區北京市2559信箱
優先權:
專利代理機構: 中國航空專利中心11008 代理人: 李建英
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510736786.8

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.07.27|||2016.10.19|||2016.01.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明涉及一種端齒的研齒方法,屬于機械加工技術領域。本發明通過擺動機構使齒面A、齒面B交替地貼合對研;通過擺動機構改變切向力大小,在嚙合面積增大時增加齒面間正壓力,嚙合面積減小時降低齒面間正壓力,避免了齒頂變尖造成的精度問題。本發明在研齒過程中始終有一側齒面在正壓力的作用下對研,加工效率較高;其次,上齒盤沿一側齒面抬起、落下一個行程后即對研另外一側齒面,磨料更換及時,進一步提高加工效率;再次,正壓力大小根據嚙合面積變化,避免造成齒形變尖的問題,加工精度較高;最后,在微觀尺度上,其加工機理以刮擦、切削為主,齒面微觀形貌較好,有利于加工出高精度的端齒盤。

權利要求書

權利要求書
1.  一種端齒的研齒方法,其特征是:下齒盤(3)固定在研齒機床的基座(4)上,上齒盤(2)通過螺母(1)固定在花鍵軸(5)的上端,齒輪(15)及凸輪(8)固定在水平軸(9)上,凸輪(8)與花鍵軸(5)下端的頂桿(7)接觸,頂桿(7)的行程等于端齒齒高h,齒輪(14)固定在曲軸(12)上,齒輪(15)與齒輪(14)相互嚙合形成齒輪副,齒輪傳動比i=1:2,曲軸(12)、撥叉(13)和擺桿(17)組成曲柄搖塊機構,推桿(16)固定在花鍵軸套(6)上,擺桿(17)與推桿(16)相接觸;裝配時,固定擺桿(17),調節凸輪(8)的角向位置,使花鍵軸(5)垂直運動至上齒盤(2)的最高點或最低點時,花鍵軸(5)左右擺動換向,從上齒盤(2)的一個齒面到另外一個齒面;研齒時,水平軸(9)帶動凸輪(8)回轉,凸輪(8)推動頂桿(7)、花鍵軸(5)及上齒盤(2)垂直運動,水平軸(9)帶動齒輪(15)回轉,齒輪(15)與齒輪(14)嚙合,齒輪(14)帶動曲軸(12)回轉,將曲軸(12)的整周回轉運動轉化成擺桿(17)繞軸(19)的左右擺動,擺桿(17)推動推桿(16)繞花鍵軸(5)的中心線左右擺動,推桿(16)通過花鍵軸套(6)推動花鍵軸(5)左右擺動。

2.  根據權利要求1所述的端齒盤研齒方法,其特征是:擺桿(17)下端設有調節機構,用于調節推桿(16)的擺動幅度A,使擺動幅度A與端齒齒寬相適應。

說明書

說明書一種端齒的研齒方法
技術領域
本發明涉及一種端齒的研齒方法,屬于機械加工技術領域。
背景技術
端齒盤由一對齒數、模數、齒形皆相同的“端面齒輪”構成,是一種高精度的角度標準元件,即可作為分度裝置用于精密加工,又可作為角度基準用于精密測量。為加工出0.2″以上分度精度的超精密端齒盤,需要在專用設備上進行研齒。
現有端齒研齒機床采用圖1所示的撞擊式研齒方法,下齒盤固定在工作臺面上,上齒盤垂直地抬起、落下。上齒盤往復運動的整個行程中,僅在落下轉為抬起的瞬間發生對研,加工效率低;齒面間磨料用乏后,無法自動地添加,進一步降低加工效率;在微觀尺度上,其加工機理以壓陷、鑿削為主,齒面微觀形貌較差,難以加工出高精度端齒盤。
部分端齒研齒機床采用圖2所示的改進型研齒方法,在上齒盤上固定一根彈簧,施加一個恒定的切向力P。上齒盤往復運動的行程中,齒面A始終與下齒盤貼合,加工效率較高,為使齒面B切削量相同,需定時將切向力P手動換向,設備自動化程度較低;研齒過程中,齒面始終貼合在一起,磨料無法進入到齒面的間隙中,加工效率的提高是有限的;在大小恒定的切向力P的作用下,會產生類似平面刮研的塌邊現象,造成齒頂變尖,影響端齒盤的加工精度。
發明內容
本發明的目的:本發明正是針對現有技術存在的問題,探索出一種端齒的研齒方法,其目的是提高端齒盤研齒的加工效率和加工精度。
本發明采取的技術解決方案:下齒盤固定在研齒機床的基座上,上齒盤通過螺母固定在花鍵軸的上端,齒輪及凸輪固定在水平軸上,凸輪與花鍵軸下端的頂桿接觸,頂桿的行程等于端齒齒高h,齒輪固定在曲軸上,齒輪與齒輪相互嚙合形成齒輪副,齒輪傳動比i=1:2,曲軸、撥叉和擺桿組成曲柄搖塊機構,推桿固定在花鍵軸套上,擺桿與推桿相接觸;裝配時固定擺桿,調節凸輪的角向位置,使花鍵軸垂直運動至上齒盤的最高點或最低點時,花鍵軸左右擺動換向,從上齒盤的一個齒面到另外一個齒面,研齒時,水平軸帶動凸輪回轉,凸輪推動頂桿、花鍵軸及上齒盤垂直運動,水平軸帶動齒輪回轉,齒輪與齒輪嚙合,齒輪帶動曲軸回轉,將曲軸的整周回轉運動轉化成擺桿繞軸的左右擺動,擺桿推動推桿繞花鍵軸的中心線左右擺動, 推桿通過花鍵軸套推動花鍵軸左右擺動。
擺桿下端設有調節機構,用于調節推桿的擺動幅度A,使擺動幅度A與端齒齒寬相適應。
本發明相對于現有技術存在以下有益效果:
本發明通過擺動機構使齒面A、齒面B交替地貼合對研;通過擺動機構改變切向力大小,在嚙合面積增大時增加齒面間正壓力,嚙合面積減小時降低齒面間正壓力,避免了齒頂變尖造成的精度問題。擺動機構的功能可以通過力矩馬達來實現,但為了降低成本、簡化結構,本發明采用曲柄搖塊機構來近似地滿足上述要求。
首先,研齒過程中始終有一側齒面在正壓力的作用下對研,加工效率較高;其次,上齒盤沿一側齒面抬起、落下一個行程后即對研另外一側齒面,磨料更換及時,進一步提高加工效率;再次,正壓力大小根據嚙合面積變化,避免造成齒形變尖的問題,加工精度較高;最后,在微觀尺度上,其加工機理以刮擦、切削為主,齒面微觀形貌較好,有利于加工出高精度的端齒盤。
附圖說明
圖1為現有端齒研齒機床采用的撞擊式研齒方法;
圖2為部分端齒研齒機床采用的改進型研齒方法;
圖3為本發明采用的研齒方法;
圖4為本發明端齒研齒機床的結構示意圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例和附圖對本發明做進一步詳細說明。
下齒盤3固定在研齒機床的基座4上,上齒盤2通過螺母1固定在花鍵軸5的上端,下齒盤3與上齒盤2的同軸度由機床精度及裝夾精度共同予以保證,齒輪15及凸輪8固定在水平軸9上,頂桿7與花鍵軸5之間采用螺紋連接,凸輪8與頂桿7相接觸,頂桿7的行程等于端齒齒高h,齒輪14固定在曲軸12上,齒輪15與齒輪14相互嚙合形成齒輪副,齒輪傳動比i=1:2,曲軸12、撥叉13和擺桿17組成曲柄搖塊機構,推桿16固定在花鍵軸套6上,擺桿17與推桿16相接觸;裝配時,固定擺桿17,調節凸輪8的角向位置,使花鍵軸5垂直運動至上齒盤2的最高點或最低點時,花鍵軸5左右擺動換向,從上齒盤2的一個齒面到另外一個齒面,調節擺桿17下端的調節機構,調節推桿16的擺動幅度A,使擺動幅度A與端齒齒寬相適應;研齒時,上齒盤2相對下齒盤3運動,該運動是由垂直運動分量和左右擺動分 量合成的。垂直運動分量為研齒主運動,其作用是帶動上齒盤2往復地抬起、落下;左右擺動分量為研齒進給運動,其作用是提供方向及大小按規律變化的側向力。水平軸9為主動軸,動力在其上分為兩個路徑傳遞。路徑一,水平軸9帶動凸輪8回轉,凸輪8推動頂桿7、花鍵軸5及上齒盤2上下往復運動,即垂直運動分量;路徑二,水平軸9帶動齒輪15回轉,齒輪15與齒輪14嚙合,齒輪14帶動曲軸12回轉,曲軸12(曲柄)、撥叉13(搖塊)和擺桿17組成曲柄搖塊機構,將曲軸12的整周回轉運動轉化成擺桿17繞軸19的左右擺動,擺桿17推動推桿16、花鍵軸套6、花鍵軸5及上齒盤2繞花鍵軸5的中心線左右擺動,即左右擺動分量。
其中,齒輪14與齒輪15的傳動比為i=1:2,保證花鍵軸5垂直運動兩個行程的過程中左右擺動一個行程,即上齒盤2沿下齒盤3的齒面A抬起、落下一個行程后,再沿齒面B抬起、落下一個行程。垂直運動行程大小為端齒高度h,左右擺動幅度大小為A=360°/N(N為端齒盤齒數)。裝配時調整凸輪8的角向位置,即協調垂直運動及左右擺動的起始點,保證以恒定力矩驅動曲軸12回轉時,擺桿的輸出力矩(等效于作用在上齒盤的側向力)在上齒盤沿齒面上升轉為下降的瞬間等于零,此時嚙合面積最小;在上齒盤沿齒面下降轉為上升的瞬間接近峰值,此時嚙合面積最大,從而保證側向力的大小近似正比于嚙合面積的大小。經試驗驗證,本發明加工分度精度≤0.2″、重復定位精度≤0.1″的端齒盤,工時為120小時左右,較現有技術有顯著提高。

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