为降低齿轮的传动噪声,修形齿轮在当今齿轮设计中得到越来越多的应用,并且对齿轮的加工精度也提出了更高的要求,很多齿轮的齿面需要磨削才能达到要求。实现磨削齿形的方法很多,按照磨削齿形时齿形面形成的原理不同,可以分成展成磨削法和成形磨削法。对于模数较大,少齿数的圆柱直齿齿轮,特别是渐开线起始圆接近于基圆的少齿数齿轮的磨削,更适合采用成形磨削法。
成形砂轮的磨齿机床有多种类型,为充分利用我厂现有的设备,在普通花键磨床上磨削齿形修形的圆柱直齿轮。在花键磨床上磨削齿形修形齿轮的渐开线形面(中凸),砂轮的修整是一个关键性的问题,如数控花键磨床可自动修整砂轮形面,但对普通花键磨床修整砂轮就较困难,一般需要外购金刚石挤轮修整砂轮或购买精密形成立方氮化硼镀层的砂轮,这样不但生产周期长,而且价格也较贵,对于小批量生产不适合,为此,设计了一个专用修整砂轮装置。
修整砂轮装置的结构如所示,根据渐开线产生的原理,基圆轴3即为齿轮基圆直径,用螺钉6把钢带两端紧固在渐开线转板8上,并拉紧钢带4使钢带裹紧基圆轴,渐开线转板转动时钢带对基圆轴没有相对滑动,装置的上方固定一金刚笔10当渐开线转板的支靠面沿基圆轴做纯滚动时,金刚笔尖点的轨迹即现代制造工程23)为渐开线形面,金刚笔可沿它本身的轴线移动,调整金刚笔伸出的长短,确定所取渐开线线段的位置,保证砂轮形面修整的正确性。当金刚笔向中心移动时,砂轮的外端将修整得多些,里端修整得少些,磨出的渐开线齿形向减的方向发展,如金刚笔远离中心向相反的方向移动时,磨出的渐开线齿形则向加的方向发展。
对于标准的渐开线形面的齿轮,根据齿轮的基圆直径做一个标准基圆轴,即可修整出一个标准的渐开线形面的砂轮。当齿轮要求齿形修形时,砂轮的形面必须进行修正,要做一个修形基圆轴。从可以看出,当基圆半径Rb―定时,一个很小的圆心角d+所对的圆周弧长dl为:d/=Rbd〗,当基圆半径增加ARb时,同样的圆心角d+所对的弧长将增加一个△/值,对于任意两个角度,与,之间的基圆弧长的总增量为:AJARbd,同样当基圆半径减少ARb时,同样的圆心角所对的弧长将减少一个△/值。
根据修整砂轮装置渐开线产生的原理,设计修形基圆轴,首先要以齿轮渐开角确定修形位置士2;士3),然后确定修形量,如果将基圆轴的基圆半径在圆心角,范围内递增,则渐开线的发生线将增长~使渐开线齿形面向加的方向发展,如所示。为了使齿顶递减,磨出的齿轮中凸,由于基圆轴半径已经递增到(Rb+ARb)―个增值,要使渐开线变减,基圆轴的基圆半径在圆心角范围内递减量要增大,使基圆轴的曲率半径小于Rb为了使修形的基圆轴递减部分较缓和、圆滑,首先用标准基圆轴修整砂轮,调整金刚笔位置,磨削试件,使试件的齿形面磨出来是单减,单减量f为齿轮中凸量的253倍左右,减少修形基圆轴在圆心角扒扒范围的递减量,如所示。
根据齿轮中凸量大小和位置的要求,计算基圆轴修整量。例如,有一齿轮参数为:模数m=375齿数Z.0.013. =9压力角a=20°分度圆弧齿厚S=7037mm;基圆直径db二31.715mm;渐开线起始圆直径今31900mm;渐开线终止圆直径令43900mm.齿形要求保证是凸起渐开线,*小凸起量0 007mm*大凸起量0013mm,齿形要求齿轮齿形误差如所示,计算修形基圆轴的尺寸。
齿槽半角:渐开线起始圆的展角叭和展长P渐开线终止圆的展角3和展长P扒=54基圆轴的极坐标角度:取中凸量为0012mm;先用标准基圆调整齿形单修形基圆轴*高点曲率半径:修形基圆轴尺寸如所示,形面转接部分要圆滑连接,表面粗糙度Ra值小于04n.用标准基圆轴修整砂轮,调整好金刚笔位置后,取下标准基圆轴,换上修形基圆轴(装配时两边的形面要对称中心)经过适当调整即可修磨出理想的渐开线形面。
1.717mm*高凸圆的展角t和展长P=37 XKH1600五轴联动叶片加工中心,系北京机电院高技术股份有限公司应用国际先进技术创新研发的,旨在满足各类叶片,尤其是大型叶片的加工需要。该机床可应用于电力、航空、军工等行业,现已在汽轮机行业批量投入使用,其特点:1)大功率(30kW)、德国西门子高速、高精度电主轴;2)机床布局合理,刚度高,精密、高刚度直线滚柱导轨;3)大扭矩、高精度、闭环控制的回转轴;4)头架、尾架为同步双驱动装置,可保证长零件的加工质量;5)无机械手换刀,固定式刀库,可任意选刀,可进行高效率连续加工;6)大流量冷却;7)配置西门子840D数控系统,SIMODRIVE611D驱动模块,通讯方式有RS232和以太网,可实现高速传输。
XKHR400五轴联动叶轮加工中心,适用于机械、航空、汽车和模具等行业,其配置为X、Y、Z三个直线坐标轴和A、C二个回转坐标轴,可倾回转工作台直径4400mm,可应用于加工叶轮、小型模具及复杂形面的中、小零件及各种角度倾斜孔系,加工范围为工件安装空间必42OX037OX少300,转台台面在倾斜轴下40,工件安装偏离摆动中心距离小,加工误差小,加工时Y轴附加行程小,数控系统可配发那克或西门子系统。