一种盲孔异型内齿的加工方法

技术领域

本发明属于机械零件加工领域，涉及一种盲孔异型内齿的加工方法。

背景技术

现有技术中对于非完整齿数内齿通常无法进行插齿加工，目前均采用电火花加工，此方法加工成本高，效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种盲孔异型内齿的加工方法，采用插齿的形式解决异型内齿工件的加工。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盲孔异型内齿的加工方法，用于加工带有非完整齿数且齿数分段均布内齿的工件，工件内齿等分段数为N，每段齿数为m；

加工方法的步骤包括：

确定插齿刀外齿等分段数为n，每段等分的插齿刀外齿包括至少1颗异型齿；

设计异型齿参数，除正常齿外，根据齿轮上异型齿槽的齿厚确定基节长度，根据基节长度计算异型齿部分对应的理论齿数，通过理论齿数及正常齿数的和计算理论分度圆。

设计异型齿参数时，首先根据工件的使用啮合参数确定异型齿齿厚、渐开线起始圆、终止圆参数，根据异型齿齿厚确定对应基节，根据基节确定模数、压力角，根据顶圆、齿根圆确定刀具的齿高及渐开线展长，齿顶圆角大小，齿形修形参数。

可选的，设计异型齿参数还包括确定插齿刀的基圆值，确定插齿刀不产生顶切、根切的限制参数。

可选的，当工件内齿等分段数N小于等于4时，插齿刀外齿等分段数n＝1；当N大于4上，插齿刀外齿等分段数n＝(N-2)/2。

可选的，插齿刀总齿数大于等于8。

可选的，刀具参数如下：

基节：Pb＝m×π×cosα；

节距：P＝π×m；

齿厚：E＝π×m/2，α为压力角，m为模数。

可选的，取压力角α为定值后，即可根据基节确定理论模数m1；

理论齿厚E1＝P×(1+0.5+1/N)；

m1＝E1×2/π；

理论基节Pb1＝m1×π×cosα；

插齿刀基圆db1＝(每段等分的插齿刀外齿内的正常齿数n1×Pb+每段等分插齿刀外齿内的异型齿数*Pb1)/π；

插齿刀分度圆d1＝db1/cosα。

可选的，用于加工36内齿的工件，该工件等分为三段，包括3个异型齿及33个正常内齿；设计12齿刀具，刀具包括11颗正常齿及1颗异型齿。

可选的，取压力角为定值20°，E1＝P*(1+0.5+1/N)＝1.8333P，m1＝E1×2/π＝7.3333，插齿刀基圆db1＝(11×pb+Pb1)/π＝27.5643，插齿刀分度圆：d1＝db1/cosα＝29.3333。

可选的，根据零件参数，确定渐开线展长起评点、终评点值，以及插齿刀齿顶圆角大小。

本发明的有益效果在于：

本发明可以降低异型内齿工件的加工难度，适用于该类零件的大批量生产，此加工方法操作方便，成本低，适用于推广使用。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明中要制备的工件示意图图；

图2为插齿端面示意图；

图3为插齿刀端面示意图；

图4为插齿刀的结构简图；

图5为正常齿的结构简图；

图6为异型齿的结构简图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图6，本实施例以原理论齿数为40齿，实际齿数为36齿，每12齿为一段，按120°均布于原理论齿数分度圆上。导致了非完整内齿槽处齿厚变化，按原理论齿数的参数加工也无法加工。本发明的加工工艺如下：将此零件看成36齿的齿轮，即齿数调整后，零件的齿数就是均布可加工了，调整后再设计此齿轮参数相对应的插齿刀，该插齿刀做成12或24齿，以便可以等分均布加工出齿轮，在机床调节插齿刀和工件是挂轮时，直接将比值确定为1:3或2:3即可。插齿刀采用变齿厚、变分度圆的异性插齿刀设计。零件参数如下：模数为2，齿数为36(原齿数40)，加工参数齿数36，分度圆φ80，压力角20°。插齿刀参数如下：模数2，齿数12，正常模数2的齿数11、变形模数7.3333的齿数1，压力角20°。

相比较常规的插齿加工，本零件的加工工艺考虑加工齿数与理论的齿数不相等，采用实际零件的36齿。插齿机挂轮参数调整为插齿刀和工件旋转速比为3即可。

为保证等分各段的精度参数相同，同时便于插齿刀的设计和加工，故需设计插齿刀等分段数选取较少，当工件等分数量N小于等于4段时，n＝1；当工件等分数量N超过4时，刀具上的等分段数建议为：n＝(N-2)/2，圆整，并保证插齿刀总齿数大于8齿，故此处插齿刀设计为单段等分齿，齿数为12齿。

插齿刀的设计根据齿轮啮合原理：基节相同的齿轮就可以正常啮合进行设计，对于插齿刀的设计采用两种不同的插齿刀参数进行设计的思路进行设计，本刀具除11颗正常齿外，剩下一颗异形齿；常规11齿的设计按照正常直齿插齿刀的设计方法正常设计齿形；对于剩下的异形齿设计，首先根据工件的使用啮合参数，确定该处实际齿槽(齿)厚、渐开线的起始、终止圆等参数，进行设计，根据实际齿厚，确定对应的基节，再根据基节确定合适的模数、压力角，根据顶圆、齿根圆确定刀具的齿高及渐开线展长，齿顶圆角大小，齿形修形参数等。最后将两种刀具参数组合在一起，确定插齿刀的基圆值及其他参数，并根据两种参数确定插齿刀不产生顶切、根切的限制参数。确定后即可进行插齿刀加工，插齿刀加工采用分组粗加工、磨削方式进行粗、精加工。本加工方法简单，加工效率高，成本低，通用性强。

本例中：因基节：Pb＝m×π×cosα

节距：P＝π×m

齿厚：E＝π×m/2

取α为定值20°后，可直接根据节距确定模数。

零件参数可知零件E1＝P*(1+0.5+1/N)＝1.8333P

反求m1＝E1×2/π＝7.3333

插齿刀基圆：db1＝(11×pb+Pb1)/π＝27.5643

插齿刀分度圆：d1＝db1/cosα＝29.3333

根据零件参数，确定渐开线展长起评点、终评点值，以及插齿刀齿顶圆角大小。

其余各处设计参见插齿刀的设计进行设计。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。