电镀CBN全齿面珩磨轮的设计与电镀工艺研究
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是极 大 的浪 费 。
触 触 触 线
（ ） 标 准 剃 齿 刀 齿 （ ） 绗 轮 刀 齿 ａ ｂ
（ ） 剃 和 绗 的商 齿 轮 齿 ｃ
图 １ 纵 向剃齿珩齿 时的接触线
为 了磨齿方便起见 ， 曾根据求 出的方程式编制了ＰＣ ＩＭ
程序 ， 它可依据各相关参数方便地求出单刃剃齿刀和 ＣＮ Ｂ 珩磨轮刀齿端面内的廓形 （ 即刃形 ） 。
齿轮 啮合 运动 时在 刀齿 端 面上 的接 触线 转换 莅 刀齿 的
为提高齿轮承载能力与使用寿命 ， 有关机械设备
早 已采用 了硬齿面齿轮 ， 特别是批量生产的中等模数 汽车齿轮与机床齿轮 ， 由于它们 热处理后的精度普降
端面中， 并为磨齿方便把它最优拟合为近似渐开线 的
一
ｌ 级左右 ， 且齿 面粗糙度也不符合要求 ， 为此 ， 虽进行 了不少精整法的研究 ， 但最有希望普及用于生产的是 电镀 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮的珩齿法和磨齿法 ， 特别是蜗杆磨齿 法 。就电镀 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮的结构设计 、 齿形参数 的优化 设计 、 珩磨轮寿命的延长 、 电镀新工艺等 问题 ， 仍有不
（ ） 单 刃剃 齿 刀 （ ）绗 磨 轮 刀 齿 ａ ｂ
（） 和绗 点 齿 轮 齿 面 ｃ剃
图２ 修形计算后 的刀刃和接触线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２ ＣＢ Ｎ珩 磨轮 齿面 设计 方法
线） 与接触线交点才是剃削过程 中的一个切削点 ， 即每
一
加工斜齿轮时， 可用直齿珩磨轮。本文主要研究 的是加工硬齿面直齿轮 的Ｃ Ｎ珩磨轮 。参照单刃剃 Ｂ 齿 刀的设计 理论 ， 详见参考文献【 ， ２ 首先建 立珩轮与 ］ 被珩轮在啮合过程 中的坐标系 ， 通过坐标变换及一系 列分析和推导 ， 可求得刀齿与轮齿 的啮合方程式 。由 此求 出轮齿面上的接触线方程式。同理 ， 根据相关参 数及坐标转换 ， 出刀齿端面内的接触线方程式 求 ，接 触线上 由齿顶到齿根 的一段 曲线就是理论 刃形曲线 ，
・
６ ・ ７
第 ６ 总第 １４ ） 期（ ２期
机 械 管 理 开 发
２１ 年 １ ０ １ ２月
硬齿面用 的Ｃ Ｎ珩磨 轮基体 或软齿 面用 的各种 Ｂ 剃齿刀 ， 我们都是在 Ｙ ５ ７２ 磨齿机上磨齿的， １ 其磨齿原 理就是齿条与齿轮的啮合原理。砂轮工作面的轴向廓
为使珩磨轮的 Ｃ Ｎ齿面均有珩磨作用 ， Ｂ 借鉴了我 们曾研制的单刃剃齿 刀的设计理论… 对该 Ｃ Ｎ ， Ｂ 齿面
收稿 日期 ：０ １０ —７ ２ １－ ７０ 作者简 介： 灵岩（９ ８ ）男， 徐 １６一 ， 山西五 台人 ， 助工， ， 本科 主要从事机械工程 实验 中心和 资料管理 工作 。
第６ （ 期 总第 １４ ） ２期
Ｎ ．（ Ｕ ｏ１ ４ ｏ Ｓ Ｍ Ｎ ．２ ） ６
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥ ＡＮＤ Ｄ Ｃ ＮＴ ＥＶＥＬ ＭＥ ＯＰ ＮＴ
２ １年 １月 ０１ ２
Ｄ ｃ２ １ ｅ ．０ １
电镀 Ｃ Ｎ全齿面珩磨轮的设计与电镀工艺研究 Ｂ
徐 灵 岩 ， 国星 ， 梁 徐
（ 太原理工大学 机械工程学院 ， 山西 太原
璞
００２ ） ３ ０ ４
摘
要 ： 了改善淬硬齿轮 的质量和提 高生产 效率 ， 为 文章介绍 了新型 电镀 Ｃ Ｎ绗磨轮 的一种结构设 计 ， 阐述 了其 Ｂ 并
设计方法和绗磨性能试验。
关键词 ： 硬齿 面齿轮 ； 绗磨轮 ； 电镀 Ｃ Ｎ Ｂ
少值得继续改进或研究的必要 ， 例如 ， 格里生公司开发
条平 面曲线 ， 即图２ ａ 中的近似渐开线 切削刃 ， （） 也
相当于珩磨轮刀齿 面中的端面齿廓线。这个平面曲线 必然与其加工 的直齿轮齿面上 的一条空间曲线 （ 即二 者的接触点迹 ）见图 ２Ｃ相共轭。由此可见 ， ， （） 这两类 刀具（ １ 图２ 图 和 的刀具 ）Ｎ Ｉ 工时的运动参数相同， Ｊ 但其 接触点迹 在刀齿 与轮齿 面上 的形式恰完 全相 反 ， 见 图２ 。在此应该特别指 出的是 ， 刀齿上的端面切削刃 和珩磨轮齿 的端面廓形上 的Ｃ Ｎ磨粒 ， Ｂ 都是沿廓形或 刃形逐点加工的。对 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮来说 ， 这就是使其全 ＣＮ Ｂ 齿面物尽其用的理论根据 ， 亦即本研究主要解决
ＣＮ Ｂ 珩磨轮加工 （ 啮合 ） 一个直齿轮 ， 并分析二者的啮 合过程 。图 １ 中（ ） （） ａ和 ｂ 分别是剃齿刀和 Ｃ Ｎ 轮 Ｂ珩
的一 个 刀齿 ，ｃ 为被加 工 的一个 直 齿轮齿 。加工 啮合 （）
过程中 ， 在刀齿面上的接触点迹 （ 接触线 ） 是一条空间
曲线 ， 在 轮 齿 面 上 则 是 一 条 平 行 于 其 端 面 的渐 开 而 线 。就 刀齿 而言 ， 只有 每个 端 面刀刃 （ 屑槽 与 齿 面的交
见 图 ２ａ和 （） 肯定地说 ， 个刃形不是渐 开线 。 （） ｂ 。 这
整条端面刃上只有一点参于切削。同理 ， 珩磨轮的
Ｃ Ｎ刀齿面上 ， Ｂ 也只有齿宽 内各端面齿形与接触线的 交点才有珩磨作用 ， 即接触线外的 Ｃ Ｎ刀齿 面均不参 Ｂ 与珩磨。总之 ， 就刀齿刃和珩磨齿面都不能物尽其用 ，
中图分类号 ： Ｑ１３ Ｔ ５
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ３ ７ ３ ２ １ ）６ ０ ６ — ２ １０ — ７ Ｘ（０ １０ — ０ ７ ０
Ｏ 引 言
进行修形 设计。该修形设计理论 的 目的是 ： 根据齿轮 空间啮合原理 ， 将斜齿剃齿刀或 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮与被加工
的 问题 。
的五轴联动数 控螺伞齿 轮珩齿机 ， 就是采 用 的电镀
ＣＮ Ｂ 盘型珩磨轮 。
１ 电镀 ＣＢ Ｎ珩 磨轮 的齿 面设 计
珩磨轮与剃齿刀的加工过程 ， 都遵循着螺旋齿轮 副的啮合原理 ， 只是其 中一个是齿轮形刀具 ， 另一个是 被加工齿轮而已。今研究的问题是用一个螺旋齿轮形
触 触 触 线
（ ） 标 准 剃 齿 刀 齿 （ ） 绗 轮 刀 齿 ａ ｂ
（ ） 剃 和 绗 的商 齿 轮 齿 ｃ
图 １ 纵 向剃齿珩齿 时的接触线
为 了磨齿方便起见 ， 曾根据求 出的方程式编制了ＰＣ ＩＭ
程序 ， 它可依据各相关参数方便地求出单刃剃齿刀和 ＣＮ Ｂ 珩磨轮刀齿端面内的廓形 （ 即刃形 ） 。
齿轮 啮合 运动 时在 刀齿 端 面上 的接 触线 转换 莅 刀齿 的
为提高齿轮承载能力与使用寿命 ， 有关机械设备
早 已采用 了硬齿面齿轮 ， 特别是批量生产的中等模数 汽车齿轮与机床齿轮 ， 由于它们 热处理后的精度普降
端面中， 并为磨齿方便把它最优拟合为近似渐开线 的
一
ｌ 级左右 ， 且齿 面粗糙度也不符合要求 ， 为此 ， 虽进行 了不少精整法的研究 ， 但最有希望普及用于生产的是 电镀 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮的珩齿法和磨齿法 ， 特别是蜗杆磨齿 法 。就电镀 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮的结构设计 、 齿形参数 的优化 设计 、 珩磨轮寿命的延长 、 电镀新工艺等 问题 ， 仍有不
（ ） 单 刃剃 齿 刀 （ ）绗 磨 轮 刀 齿 ａ ｂ
（） 和绗 点 齿 轮 齿 面 ｃ剃
图２ 修形计算后 的刀刃和接触线
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２ ＣＢ Ｎ珩 磨轮 齿面 设计 方法
线） 与接触线交点才是剃削过程 中的一个切削点 ， 即每
一
加工斜齿轮时， 可用直齿珩磨轮。本文主要研究 的是加工硬齿面直齿轮 的Ｃ Ｎ珩磨轮 。参照单刃剃 Ｂ 齿 刀的设计 理论 ， 详见参考文献【 ， ２ 首先建 立珩轮与 ］ 被珩轮在啮合过程 中的坐标系 ， 通过坐标变换及一系 列分析和推导 ， 可求得刀齿与轮齿 的啮合方程式 。由 此求 出轮齿面上的接触线方程式。同理 ， 根据相关参 数及坐标转换 ， 出刀齿端面内的接触线方程式 求 ，接 触线上 由齿顶到齿根 的一段 曲线就是理论 刃形曲线 ，
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第 ６ 总第 １４ ） 期（ ２期
机 械 管 理 开 发
２１ 年 １ ０ １ ２月
硬齿面用 的Ｃ Ｎ珩磨 轮基体 或软齿 面用 的各种 Ｂ 剃齿刀 ， 我们都是在 Ｙ ５ ７２ 磨齿机上磨齿的， １ 其磨齿原 理就是齿条与齿轮的啮合原理。砂轮工作面的轴向廓
为使珩磨轮的 Ｃ Ｎ齿面均有珩磨作用 ， Ｂ 借鉴了我 们曾研制的单刃剃齿 刀的设计理论… 对该 Ｃ Ｎ ， Ｂ 齿面
收稿 日期 ：０ １０ —７ ２ １－ ７０ 作者简 介： 灵岩（９ ８ ）男， 徐 １６一 ， 山西五 台人 ， 助工， ， 本科 主要从事机械工程 实验 中心和 资料管理 工作 。
第６ （ 期 总第 １４ ） ２期
Ｎ ．（ Ｕ ｏ１ ４ ｏ Ｓ Ｍ Ｎ ．２ ） ６
机 械 管 理 开 发
ＭＥＣ ＨＡＮＩ ＡＬ ＭＡＮＡＧＥＭＥ ＡＮＤ Ｄ Ｃ ＮＴ ＥＶＥＬ ＭＥ ＯＰ ＮＴ
２ １年 １月 ０１ ２
Ｄ ｃ２ １ ｅ ．０ １
电镀 Ｃ Ｎ全齿面珩磨轮的设计与电镀工艺研究 Ｂ
徐 灵 岩 ， 国星 ， 梁 徐
（ 太原理工大学 机械工程学院 ， 山西 太原
璞
００２ ） ３ ０ ４
摘
要 ： 了改善淬硬齿轮 的质量和提 高生产 效率 ， 为 文章介绍 了新型 电镀 Ｃ Ｎ绗磨轮 的一种结构设 计 ， 阐述 了其 Ｂ 并
设计方法和绗磨性能试验。
关键词 ： 硬齿 面齿轮 ； 绗磨轮 ； 电镀 Ｃ Ｎ Ｂ
少值得继续改进或研究的必要 ， 例如 ， 格里生公司开发
条平 面曲线 ， 即图２ ａ 中的近似渐开线 切削刃 ， （） 也
相当于珩磨轮刀齿 面中的端面齿廓线。这个平面曲线 必然与其加工 的直齿轮齿面上 的一条空间曲线 （ 即二 者的接触点迹 ）见图 ２Ｃ相共轭。由此可见 ， ， （） 这两类 刀具（ １ 图２ 图 和 的刀具 ）Ｎ Ｉ 工时的运动参数相同， Ｊ 但其 接触点迹 在刀齿 与轮齿 面上 的形式恰完 全相 反 ， 见 图２ 。在此应该特别指 出的是 ， 刀齿上的端面切削刃 和珩磨轮齿 的端面廓形上 的Ｃ Ｎ磨粒 ， Ｂ 都是沿廓形或 刃形逐点加工的。对 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮来说 ， 这就是使其全 ＣＮ Ｂ 齿面物尽其用的理论根据 ， 亦即本研究主要解决
ＣＮ Ｂ 珩磨轮加工 （ 啮合 ） 一个直齿轮 ， 并分析二者的啮 合过程 。图 １ 中（ ） （） ａ和 ｂ 分别是剃齿刀和 Ｃ Ｎ 轮 Ｂ珩
的一 个 刀齿 ，ｃ 为被加 工 的一个 直 齿轮齿 。加工 啮合 （）
过程中 ， 在刀齿面上的接触点迹 （ 接触线 ） 是一条空间
曲线 ， 在 轮 齿 面 上 则 是 一 条 平 行 于 其 端 面 的渐 开 而 线 。就 刀齿 而言 ， 只有 每个 端 面刀刃 （ 屑槽 与 齿 面的交
见 图 ２ａ和 （） 肯定地说 ， 个刃形不是渐 开线 。 （） ｂ 。 这
整条端面刃上只有一点参于切削。同理 ， 珩磨轮的
Ｃ Ｎ刀齿面上 ， Ｂ 也只有齿宽 内各端面齿形与接触线的 交点才有珩磨作用 ， 即接触线外的 Ｃ Ｎ刀齿 面均不参 Ｂ 与珩磨。总之 ， 就刀齿刃和珩磨齿面都不能物尽其用 ，
中图分类号 ： Ｑ１３ Ｔ ５
文献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ３ ７ ３ ２ １ ）６ ０ ６ — ２ １０ — ７ Ｘ（０ １０ — ０ ７ ０
Ｏ 引 言
进行修形 设计。该修形设计理论 的 目的是 ： 根据齿轮 空间啮合原理 ， 将斜齿剃齿刀或 Ｃ Ｎ Ｂ 珩磨轮与被加工
的 问题 。
的五轴联动数 控螺伞齿 轮珩齿机 ， 就是采 用 的电镀
ＣＮ Ｂ 盘型珩磨轮 。
１ 电镀 ＣＢ Ｎ珩 磨轮 的齿 面设 计
珩磨轮与剃齿刀的加工过程 ， 都遵循着螺旋齿轮 副的啮合原理 ， 只是其 中一个是齿轮形刀具 ， 另一个是 被加工齿轮而已。今研究的问题是用一个螺旋齿轮形
