螺旋锥齿轮加工

数控螺旋锥齿轮磨齿机技术规格1、机床用途及基本要求：1.1、φ1m数控螺旋锥齿轮磨齿机磨削螺旋锥齿轮设备，此机床采用展成法加工Gleason制弧齿锥齿轮，具备Gleason齿制的收缩齿和等高齿的加工功能，可加工成对啮合的盘齿轮、轴齿轮。

磨齿机适合对强化热处理后的零件进行高精度磨削加工。

机床结构成熟可靠，机床具有足够的静、动刚度，热稳定性和长期的精度保持性，机床具有良好的静态和动态精度。

机床设计和制造技术采用成熟可靠的技术，机床外观设计简洁、实用，并符合工厂使用要求。

机床伺服系统全部采用西门子执行元件，其精度高、可靠性好、抗干扰能力强、响应速度快。

机床设计具备良好的操作性，容易维修，符合工厂安全要求。

机床售后服务良好、在公司内设立培训中心及备件库，对于客户的机床售后问题，公司可在24 内进行响应。

机床采用全封闭式防护的防护罩，适用于长期、连续、高效率的加工，由于采用全封闭式防护设计对机床周围环境的的影响极小。

机床设计制造完全符合《GB15760-2004金属切削机床安全防护通用技术条件》标准。

1.2、加工材质及硬度：材质：渗碳（氮）钢如（17Cr2Ni2Mo、17CrNi3Mo、20CrMnTi）、42CrMo、ZG250～500等黑色金属硬度：调质处理HB200～340渗碳及淬火HRC58～621.3、验收加工典型零件：验收的零件由双方在机床加工精度和加工范围内协商确定。

1.3.1、盘齿轮1.3.2、轴齿轮2、机床使用环境：5.1 机床部件的结构、功能及性能详细描述。

YK20100型全数控螺旋锥齿轮磨齿机是七轴五联动全数控弧齿加工机床，机床采用展成法加工弧齿锥齿轮。

机床防护采用全封闭式结构。

机床配有独立的磨削油冷却过滤系统，高效的油雾收集装置（空气净化装置）及集中润滑系统，同时还带有余量分配规。

机床磨削精度达到锥齿轮和准双曲面齿轮精度标准5级精度的各项技术指标（GB5级），齿面粗糙度为Ra0.8。

克林贝格螺旋锥齿轮精确化加工与检测王奎南京星能传动机械有限责任公司摘要：阐述了等高齿螺旋锥齿轮的基本特点及主要加工机床，详细介绍大型克林贝格等高齿的加工方法、检测方法及铣齿刀具。

关键字：螺旋锥齿轮；预粗切锥形刀盘；粗切及硬刮刀盘Abstract:Expounds the basic characteristics of the equal-height spiral bevel gear and main processing machine tools, detailed the large Klingelnberg spiral bevel gear machining methods, detection methods and gear milling cutter.Keyword: spiral bevel gear; pre-rough conical cutter head; rough and finishing cutter head1 螺旋锥齿轮的概念及特点螺旋锥齿轮是对于齿面节线为曲线的锥齿轮的习惯叫法。

其齿形一般都是呈锥状，像伞形。

克林贝格制螺旋锥齿轮是沿分度锥母线齿高不变的螺旋伞齿轮中的一种齿制，即沿齿长的方向看从齿的大端到小端齿高是一样的，齿长曲线为长幅外摆线的一部分，齿阔方向上是渐开线，而齿槽宽和齿顶宽是收缩的，大端齿槽宽和齿顶宽比小端的略宽。

一般情况下面锥、根锥与节锥平行，这种齿轮的面角、根角和节锥角均相等，俗称等高齿。

克林贝格制螺旋锥齿轮拥有稳定传动比、低噪音、传动平稳、较高的强度，其抗齿折断和抗齿面磨损能力较强，使用寿命一般不小于10年。

广泛被应用于冶金设备、船舶机械、水泥设备、煤矿机械、石油机械、矿山机械等行业。

2 克林贝格等高齿加工发展现状当前国内能够制造出高精度克林贝格制大型螺旋锥齿轮的企业极少，而且国内需求量较大，目前大型螺旋锥齿轮主要从欧洲KLINGELNBERG、ATA等公司采购，不仅价格比较昂贵，并且交货期长达12个月以上，针对交货期长、价格昂贵、国内需求量逐年递增等现状，南京星能传动机械有限责任公司在2012年从德国KLINGELNBERG公司引进世界最先进的螺旋锥齿轮加工机床Universal SpiralBevel Gear Cutting Machine Oerlikon C100U和Gear Machining Center Klingelnberg GMC 160，用于解决国内螺旋锥齿轮的需求日益增长问题，目前已成功为国内外许多机械传动企业（太原重工、西门子机械传动等）制造出优质的克林贝格制螺旋锥齿轮，其中为江苏溧阳某大型水泥制造企业在GMC160机床上制造出的直径1640mm的螺旋锥齿轮，被用于更换进口的立磨减速机中损坏的锥齿轮，实现将此型号的螺旋锥齿轮完全国产化，不仅为客户缩短了采购周期，而且大大降低了维修成本。

螺旋锥齿轮铣齿展成原理与数控加工刘春华;冯立艳【摘要】通过分析螺旋锥齿轮加工展成原理及螺旋锥齿轮铣齿机的结构和机床运动关系,建立了螺旋锥齿轮铣齿机加工坐标系.分析了数控螺旋锥齿轮铣齿机调整参数的原理和计算方法,建立了螺旋锥齿轮铣齿机的数控加工模型.并通过实例介绍螺旋锥齿轮数控加工程序的编制.【期刊名称】《河北联合大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(033)002【总页数】4页(P70-73)【关键词】螺旋锥齿轮;展成原理;数控加工;加工程序【作者】刘春华;冯立艳【作者单位】河北联合大学机械工程学院,河北唐山063009;河北联合大学机械工程学院,河北唐山063009【正文语种】中文【中图分类】TH1320 引言螺旋锥齿轮是机械传动实现相交轴运动传递的基础元件,它具有重合度大、传动平稳、噪音小,承载能力高等优点,被广泛应用于各种机器设备中,是目前汽车、飞机等高精高速重载设备的主传动元件。

在齿轮加工行业属于一个加工难点,加工过程中对机床调整的要求很高。

因此对螺旋锥齿轮的数控加工技术的研究成为螺旋锥齿轮加工行业的一个重点。

1 螺旋锥齿轮铣齿展成原理螺旋锥齿轮铣齿原理如图1所示:机床上的摇台机构模拟一个假想的齿轮,安装在摇台上的铣刀盘旋转形成切削面相当于假想齿轮的一个齿面。

当被加工齿轮毛坯与假想齿轮按照一定的传动比绕各自的轴线一同旋转时,铣刀盘就在齿轮毛坯上切出一个齿槽。

然后摇台反转到初始位置,工件箱随床鞍一起后退,同时被加工齿轮转过一定的分齿角度,进入下一个切齿循环。

反复进行即可完成整个齿轮的加工。

这种加工方法称为展成法,摇台所代表的假想齿轮称为产形轮。

图1 加工原理示意图2 数控螺旋锥齿轮铣齿机结构与数学模型数控螺旋锥齿轮铣齿机机床简图如图2所示。

根据实际加工时各个机床部件所起的作用以及运动规律建立机床坐标系统如图3所示。

以机床为中心建立总坐标系∑m{Om,Xm,Ym,Zm},Om是机床中心,Zm通过摇台中心垂直摇台面指向摇台体外,Xm-Ym平面是机床平面,这个坐标系是静坐标系。

螺旋锥齿轮和伞齿轮现代加工方法概况螺旋锥齿轮和伞齿轮是机械传动中的重要零件，其在机械制造业中占有重要的地位，特别是在航空航天、汽车、船舶、工程机械等领域中更占有相当大的比重。

由于螺旋锥齿轮和伞齿轮具有传动平稳、承载能力高、重合度大、使用寿命长、在高速传动时的噪音和振动都比较小的特点，其应用领域正在不断扩大，在制造行业中有逐渐取代其他类型锥齿轮传动的趋势，因此对螺旋锥齿轮和伞齿轮的设计和研究具有十分重要的意义。

但螺旋锥齿轮和伞齿轮的几何特性与啮合过程及其机床结构和加工调整都非常复杂，同时加工刀具、机床参数设置、加载变形和装配误差等各种因素都会引起其啮合、承载及振动性能的改变，使得在设计和制造中控制其质量和性能十分困难t1~3]。

目前国外也只有美国格里森(GLEASON)，瑞士奥利康(OERLIKON)和德国克林贝格(KLINGELNBERG)三家拥有该方面技术，各自保密互不公开，同时也形成了三种齿制：格里森齿制，奥利康齿制和克林贝格齿制，格墨森齿制主要为双曲面圆弧收缩齿，采用单齿分度法加工，后二者为延伸外摆线等高齿，采用连续分度法加工，所以也把这三大齿制合并为准双曲面齿制和延伸外摆线齿制两大齿制。

格里森(GLEASON)加工技术是以局部共轭原理为基础的。

首先切出大轮齿面，然后选取一计算参考点求出与大轮齿面做线接触的小轮齿面在参考点处的位置、法向量以及法曲率等一阶、二阶接触参数，然后根据要求修正小轮齿面在参考点处的法曲率，并以此为基础来确定小轮切齿调整参数【6．刀。

格里森(GLEASON)公司这种早期设计方法的明显不足是没有直接控制弧齿锥齿轮这种局部共轭齿轮齿面的二阶接触参数，使得选择齿面曲率修正量十分困难，可能要经过多次试切才能获得理想的啮合质量，对操作人员经验的依赖性较大。

克林贝格( KLINGELNBERG)公司生产的锥齿轮采用等高齿，连续分度加工，生产效率高，机床调整相对简单，可以实现鼓形齿接触，它的硬齿面刮削工艺，即用硬质合金刀具从淬火硬度达HRC58-62的齿面上切除很薄的一层金属，以获得消除热处理变形误差的方法，相对经济、高效8-10]。

螺旋锥齿轮(螺伞)数控加工简易计算摘要：进入21世纪，我国经济进入了突飞猛进的发展期，国内中小特别是小型企业迅猛发展；同时，国内外机加工设备也在全面向着数字化变革，带来了加工工业的变革。

一些老的理论以及工艺已经不能完全适应当前这种需求。

本文通过对螺旋锥齿轮的调整计算、加工的现状分析，提出了简化计算及加工方法，尤其适用于数控加工。

一.螺旋锥齿轮加工现状螺旋锥齿轮又叫弧齿锥齿轮、螺旋伞齿轮，俗称螺伞齿轮、盆角齿轮。

因相对使用较少，设备昂贵，原一般由国营大型企业加工。

其加工参数计算繁琐，且根据单号单面法、固定安装法、双面法等不同加工方法有不同计算公式，同时老式机床调整也复杂。

近年来，随着我国经济迅猛发展，对螺旋锥齿轮的需求也逐步增加，中小企业也开始参与到锥齿轮加工中来。

对于小型生产企业，可以购买新式数控机床，但是不可能掏出上万甚至几十万来购买计算模拟软件，普遍对于螺旋锥齿轮的计算及加工感到困难。

下面根据相关基本理论，结合实践，阐述简明的计算、加工过程。

二．调整计算，确定加工所需项目参数（以复合双面法为基础、综合固定安装法、单面法，使用最少刀盘，获得最高效率为目标）实例：Z1/Z2=8/33,m=5.85齿宽b＝33螺旋角β＝35轴交角Σ＝90齿高变位系数χ=0.475全齿高＝10.46 （0.8/0.188）1．几何计算：略2．刀具选用：（全部采用双精刀盘）－刀盘直径根据经验，选用中点锥距2倍左右即可，例如：中点锥距计算为82.821，我们可以选用6英寸刀盘（理论直径φ152.4）。

－刀号根据复合双面法刀号公式：N#＝540*tgβ[1-(Lsinβ/r)] / (tgα*Zc)= 11.52 （理论刀号）式中：r－刀盘半径，L－中点锥距，α－压力角，Zc－当量齿数此处采用10.5#刀盘。

（根据经验，为了减少刀盘数量，可以全部采购10.5#刀盘）。

根据刀号通用公式：N#＝(γ1+γ2) /20 * sinβ（γ1和γ2为大小轮齿根角，单位：分），将实际刀号10.5代人，反求得螺旋角β为：31.73°（后面计算均按此螺旋角计算，接触区会更容易达到理想状态）－错刀距根据复合双面法公式：W=mL[π/2*cosβ-2tgα(f+c)]/Le ＝2.77 （复合双面法理论错刀距）式中：m－模数，L－中点锥距，α－压力角，Le－大端锥距，f－齿高系数（0.8），c－顶隙系数（0.188）（此处插入一些说明：复合双面法采用同一把刀盘加工大、小轮，且均为一次成型，成本低，效率较高，所以在满足要求的情况下，企业均希望采用此种加工方法；而根据传统理论，此加工方法适用条件为：模数最大2.5，小轮齿数最少16，且齿高、顶隙系数定义也不同，这就很大程度限制了此加工方法的使用。