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与普通齿形相比,双圆弧齿廓增加了齿轮的啮合对数,减少了普通齿轮啮合时尖点和干涉情况的发生,显著提高了齿轮的啮合效率。同时,辊环夹具制造厂家,其承载能力高,使用寿命长,可以在高速度、高负荷环境下工作。双圆弧齿轮是抽油机减速器的重要部件,使用一段时间后会不可避免地产生破损,直接报废更换新齿轮需要花费较高的费用。齿轮的破损形式主要有断齿、齿面剥落等。针对这些问题,目前的修复方案是对损伤程度较小、有修复价值的双圆弧齿轮进行激光熔覆或者对齿轮进行堆焊,由于修复后的齿轮齿廓不标准,辊环夹具液胀,必须对它进行切削加工,使再制造双圆弧齿轮恢复原有的使用性能及精度。
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硬齿面磨削加工技术是面齿轮传动应用的关键。目前,面齿轮磨削加工方法大致分为单分度逐齿磨削和连续磨削这 2 种。由于连续磨削加工方法中的蜗杆砂轮磨削效率较高,因此,这种方法受到了较多关注。从 21 世纪初开始,多名学者对连续磨削加工方法进行 了深入研究。但对于某些插齿刀,由于受到奇异性的限制,辊环夹具夹具,不存在足够宽度的蜗杆与其相匹配,因而不能满足面齿轮的加工条件;另外,由于球面蜗杆砂轮修整的运动关系复杂,这些因素都在一定程度上限制了蜗杆砂轮磨削方法的应用。对于单分度逐齿磨削方法,淮北辊环夹具,典型的应用是 GLEASON 公司的 CONIFACE 加工方法。该方法采用具有一定刀倾的单面渐开线砂轮作为加工工具,通过改造现有的数控磨齿机床进行加工,具有砂轮结构简单、成本低以及等优点,文献[7]~文献[11]对该方法的加工、修形及砂轮的修正等进行了深入分析与探讨。
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目前,国内对面齿轮的精加工还处于初级阶段,商业化的面齿轮加工机床还未推出。针对国内面齿轮加工现状,本文提出基于通用五轴联动加工中心碟形砂轮单分度磨削的加工方法来实现面齿轮的磨齿加工,该方法对于普及面齿轮的精加工,丰富和扩展通用数控加工中心的功能具有重要的现实意义。
面齿轮的碟形砂轮磨削加工原理
面齿轮理论齿廓如图 1 所示。从图 1 中可以看出,由于齿面沿齿宽方向压力角不同而出现齿廓变尖的情况,因此,无法使用成形刀具进行加工,只能采用展成法进行磨削加工,其加工原理是通过碟形砂轮和齿坯模拟面齿轮副的啮合过程来实现齿面的磨削加工。
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