[其他]高精度弧面蝸桿-球面蝸輪副的加工方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85107847
• 申請日: 1985-10-20
• 公開（公告）號: CN85107847A
• 公開（公告）日: 1987-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金良治;金朝華;秦樹人
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶機床廠
• 主分類號: B23F13/06
• 分類號: B23F13/06;B23F11/00
• 代理公司: 重慶市專利管理處
• 代理人: 肖兆南

本發(fā)明系一種用于機械傳動，尤其適用于精密分度傳動的高精度弧面蝸桿-球面蝸輪副的加工方法。

由于弧面蝸桿比圓柱蝸桿重疊系數(shù)大，嚙合齒數(shù)多，包絡(luò)性能好，因而歷來常優(yōu)于圓柱蝸桿用在機械冶金、礦山的重載傳動中。但如何充分發(fā)揮此種蝸桿性能，使其既能用于重載傳動又同時能用于精密分度傳動，從而使弧面蝸桿應(yīng)用產(chǎn)生新的突破，是目前世界上尚未解決的問題。例如工業(yè)上廣泛采用的Hindley蝸桿、Wildbaber蝸桿，各國都曾對其加工及提高精度進行了大量的研究。近年來雖然已研究出各種提高磨削蝸桿、蝸輪精度的方法。例如蘇聯(lián)的伊·阿·列別捷夫，日本的宮崎等人，研制出結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜的Hindley蝸桿磨削裝置，以及我國鄭州機械研究所、秦川機床廠，日本的長崗技科大學(xué)，借助專門的測齒儀，增加了一道逐齒研磨蝸輪的工序，成功地造出了較高精度的弧面蝸桿-平面齒蝸輪副。但由于采用了這些輔助手段，工藝非常復(fù)雜，加工周期相當(dāng)長，成本也很高，不可能實現(xiàn)批量生產(chǎn)。日本著名齒輪學(xué)者酒井高男教授曾于一九八○年八月在美國舊金山舉行的國際動力傳動與齒輪裝置會議上發(fā)表論文：“一種高承載能力的弧面蝸桿傳動已經(jīng)發(fā)明，并預(yù)期它是有用的，然而容易地制造出此種蝸輪的方法還尚待解決，因為要得到精密蝸輪是十分困難的”。八五年四至五月，經(jīng)檢索美國專利庫8號、23號、24號文檔庫及德溫特專利文獻庫，均未找到精密弧面蝸桿-球面蝸輪副加工方法的有關(guān)專利。

本發(fā)明的任務(wù)就是為解決加工高精度弧面蝸桿-球面蝸輪副提供了一種工藝簡單，加工周期短、成本低廉，易于批量生產(chǎn)的嶄新的加工方法。

本發(fā)明主要特征是加工弧面蝸桿-球面蝸輪在同一蝸輪母機（或滾齒機）上，同一分度傳動鏈中，分別用二把同齒形的鑲有硬質(zhì)合金刀片的直刃切削刀具，以先加工球面蝸輪后加工弧面蝸桿的順序加工而成。不再采用磨削，在加工球面蝸輪與弧面蝸桿中間進行一次移位“變弧自對雙刀”，而且切削刀具的刀刃傾斜方向與球面蝸輪、弧面蝸桿嚙合中心連線的方向傾斜。這樣有利于提高球面蝸輪、弧面蝸桿的精度和光潔度。

依本發(fā)明提供的方法，被加工球面蝸輪、弧面蝸桿以加工先后次序分別安裝在同一蝸輪母機（或滾齒機）的工作臺和刀架上。現(xiàn)結(jié)合附圖詳述。圖1加工球面蝸輪示意圖，1為刀桿，2為兩把直刃切削刀具，其上鑲有硬質(zhì)合金刀片，3為待加工的球面蝸輪。加工時球面蝸輪經(jīng)校準(zhǔn)其端面和外圓，精確安裝于蝸輪母機（或滾齒機）的工作臺上，然后將刀桿1安裝于蝸輪母機（或滾齒機）的刀架上，而切削刀具2按需要的間距尺寸裝入刀桿1兩端的方孔內(nèi)并嚴(yán)格調(diào)整對稱于蝸輪母機（或滾齒機）工作臺的中心，之后即可開動機床按規(guī)定的傳動比連續(xù)分度，徑向進給切削球面蝸輪齒面至規(guī)定的中心距，加工即告完成。此時用百分表指示其所在的位置。圖2系切制球面蝸輪的兩把直刃切削刀具2與切制弧面蝸桿的兩把直刃切削刀具4進行移位“變弧自對雙刀”示意圖。對刀前，根據(jù)百分表原先切畢球面蝸輪指示的所在位置，將蝸輪母機（或滾齒機）工作臺往外偏移一定距離，即由O₁移到O₂處，其偏移距離O₁O₂為0.2～0.5mm最佳值為0.25～0.35mm。5為胎具。對刀時首先嚴(yán)格校準(zhǔn)胎具5外圓與蝸輪母機（或滾齒機）工作臺廻轉(zhuǎn)中心同心，然后將切制弧面蝸桿的兩把直刃切削刀具4利用透光法與原先切制球面蝸輪的兩把直刃切削刀具2進行對刀，并將刀具4緊固于胎具5上。對刀即告完畢。

圖3系加工弧面蝸桿示意圖。4為兩把直刃切削刀具，其上鑲有硬質(zhì)合金刀片，5為胎具，6為待加工的弧面蝸桿，7為刀盒，8為梯形螺母，9為螺栓，10為調(diào)節(jié)螺栓。加工時對其胎具5及兩把直刃切削刀具4全已在對刀時精確定位，現(xiàn)不再調(diào)整。只把待加工的弧面蝸桿6安裝于蝸輪母機（或滾齒機）刀架上，隨后啟動機床，與切制球面蝸輪的同樣傳動比進行連續(xù)分度徑向切削，刀具4作廻轉(zhuǎn)運動，直到規(guī)定的中心距（即切畢球面蝸輪，百分表所指示的位置），加工即告完畢。

采用本發(fā)明的加工方法，有如下優(yōu)點：①在相同設(shè)備上，加工出的弧面蝸桿-球面蝸輪副比同規(guī)格的圓柱蝸輪副精度提高二至三級。球面蝸輪副精度穩(wěn)定超過JB162-60三級，其中累積誤差、運動誤差達到零級。②解決了蝸輪、蝸桿齒形一致性問題。從齒形接觸斑點檢查，蝸桿旋轉(zhuǎn) 1/4 轉(zhuǎn)時，蝸桿包容齒接觸100%，齒高達80%以上。③由于采用移位“變弧自對雙刀”加工蝸桿，蝸桿無需倒坡和修形，省掉了蝸桿加工中極為復(fù)雜的工序。④解決了蝸桿的中心嚙合位置與蝸輪中心發(fā)生軸向變位時對精度的影響。曾人為地使蝸桿沿其軸向移位0.05mm，其精度在兩個旋向上均無明顯變化，誤差值變化僅在一秒以內(nèi)，從而很好地解決了蝸輪副因溫度變化影響精度的問題。⑤弧面蝸桿硬度達HRC50～55，光潔度8。節(jié)省了磨削工序。⑥加工周期短，工藝經(jīng)濟，實用推廣意義大，任何制造廠只需配備一臺精密滾齒機即可自行制造，適于批量生產(chǎn)，特別有利于單件及小批量生產(chǎn)。⑦對研制高精度、高效率、高承載的齒輪加工機床具有重大意義。