阅读说明：本技术 一种螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法 (Method for rounding spiral bevel tooth crest ) 是由 叶君 王作鹏 孙浩 王山城 温冠云 王春雷 朱光照 仉凤权 王书杭 高玮 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法,包括：获取待倒圆的螺旋锥齿的数学模型；将所述待倒圆的螺旋锥齿的数学模型导入Unigraphics NX软件,采用所述Unigraphics NX软件的CAD模块,获取所述螺旋锥齿轮齿顶倒圆部分的数学模型；根据所述螺旋锥齿轮齿顶倒圆部分的数学模型和走刀加工方式,生成机床数控程序；采用所述机床数控程序对所述待倒圆的螺旋锥齿进行倒圆。(The invention provides a method for rounding the tooth top of a spiral bevel gear, which comprises the following steps: acquiring a mathematical model of the spiral bevel gear to be rounded; importing the mathematical model of the spiral bevel gear to be rounded into Unigraphics NX software, and acquiring the mathematical model of the tooth top rounding part of the spiral bevel gear by adopting a CAD module of the Unigraphics NX software; generating a machine tool numerical control program according to a mathematical model and a feed processing mode of the addendum rounding part of the spiral bevel gear; and rounding the spiral bevel gear to be rounded by adopting the numerical control program of the machine tool.)

一种螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法

技术领域

本发明涉及倒圆加工技术，具体涉及一种螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法。

背景技术

传统螺旋锥齿轮的齿顶倒圆是通过钳工手工倒圆，倒圆质量不规则，一致性差，容易出现尖边，在螺旋锥齿轮啮合时容易产生干涉，压伤相配齿轮根部，长期工作状态下，易在相配齿轮根部产生疲劳裂纹，形成断齿隐患。

发明内容

本发明提供一种螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法，保证螺旋锥齿齿顶倒圆转接圆滑，形状规则，符合尺寸要求。

本发明提供一种螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法，包括：

获取待倒圆的螺旋锥齿的数学模型；

将所述待倒圆的螺旋锥齿的数学模型导入Unigraphics NX软件，采用所述Unigraphics NX软件的CAD模块，获取所述螺旋锥齿轮齿顶倒圆部分的数学模型；

根据所述螺旋锥齿轮齿顶倒圆部分的数学模型和走刀加工方式，生成机床数控程序；

采用所述机床数控程序对所述待倒圆的螺旋锥齿进行倒圆。

可选的，所述采用所述机床数控程序对所述待倒圆的螺旋锥齿进行倒圆之前，所述螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法还包括：

应用VERICUT软件对所述机床数控程序进行加工模拟仿真，确定所述机床数控程序的正确性以及执行所述机床数控程序时不干涉碰撞。

可选的，所述走刀加工方式为往复式走刀加工方式。

可选的，所述采用所述机床数控程序对所述待倒圆的螺旋锥齿进行倒圆，包括：

将所述待倒圆的螺旋锥齿安装在机床上，所述待倒圆的螺旋锥齿的安装距端面为定位端面；

执行所述机床数控程序对所述待倒圆的螺旋锥齿中的任一齿顶进行倒圆，获取所述齿顶倒圆后的圆角偏差，根据所述圆角偏差，确定所述螺旋锥齿的旋转角度，将所述待倒圆的螺旋锥齿旋转所述旋转角度，对所述待倒圆的螺旋锥齿中的下一齿顶进行倒圆。

可选的，所述根据所述圆角偏差，确定所述螺旋锥齿的旋转角度，包括：

在所述圆角偏差存在过切时，确定所述螺旋锥齿的旋转角度为两相邻齿顶角度减去修整角度；

在所述圆角偏差存在欠切时，确定所述螺旋锥齿的旋转角度为两相邻齿顶角度加修整角度；

所述修整角度根据所述圆角偏差确定。

可选的，所述获取待倒圆的螺旋锥齿的数学模型，包括：

获取待倒圆的螺旋锥齿的设计数据和根据所述设计数据生产的待倒圆的螺旋锥齿的实际数据；

根据所述设计数据和所述实际数据，建立所述待倒圆的螺旋锥齿的数学模型。

可选的，所述获取待倒圆的螺旋锥齿的设计数据和根据所述设计数据生产的待倒圆的螺旋锥齿的实际数据，包括：

使用KIMOS软件，获取待倒圆的螺旋锥齿的设计数据；

将所述设计数据导入P100测量机，采用所述P100测量机获取所述待倒圆的螺旋锥齿的实际数据。

可选的，执行所述机床数控程序的机床的刀具为整体硬质合金球头铣刀。

本发明提供的倒圆加工方法，运用了螺旋锥齿轮加工技术、P100测量技术、螺旋锥齿轮逆向建模技术、UG软件编程技术、VERICUT软件加工模拟仿真技术、五轴机床倒圆加工技术。经型面仪测量，齿顶转接圆滑，形状规则，符合尺寸要求，可实现螺旋锥齿轮自动化齿顶倒圆加工。

附图说明

图1是本发明实施例提供的螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法的流程示意图；

图2是螺旋锥齿轮示意图；

图3是螺旋锥齿轮齿顶倒圆要求示意图；

图4是螺旋锥齿轮齿顶倒圆示意图。

具体实施方式

图1是本发明实施例提供的螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法的流程示意图。如图1所示，螺旋锥齿齿顶倒圆加工方法包括以下步骤：

步骤1、螺旋锥齿轮逆向工程的数学模型建立

运用螺旋锥齿轮逆向建模技术，以目标实际螺旋锥齿轮为参照的情况下，通过P100测量机、KIMOS软件的一系列环节的相互配合调整，完成对目标实际螺旋锥齿轮的测量、逆向和建模，并导出目标实际螺旋锥齿轮不包含齿顶倒圆的数学模型。

具体的，可使用KIMOS软件按照设计图样要求进行理论计算，生成螺旋锥齿的理论中性数据。将理论中性数据导入P100测量机对目标实际螺旋锥齿轮进行测量，生成实际螺旋锥齿轮坐标点测量文件，将测量结果导入KIMOS软件。KIMOS软件进行仿真模拟计算，生成实际螺旋锥齿轮的齿部三维实体模型。该三维实体模型没有齿顶倒圆部分。

步骤2、螺旋锥齿轮齿顶倒圆的自动化加工

将KIMOS软件逆向工程得到的数学模型导入Unigraphics NX(UG)软件，应用UG软件CAD模块对螺旋锥齿轮齿顶倒圆部分进行数学模型建立，应用UG软件的CAM模块完成数控程序的编制，将数控程序导入VERICUT软件进行加工模拟仿真。最后通过五轴加工中心使用硬质合金球头铣刀进行加工调整，完成螺旋锥齿轮齿顶倒圆的加工。

示例性的，可将KIMOS软件得到的.STEP格式的三维齿部数学模型(该三维实体模型没有齿顶倒圆部分)导入UG软件中，此时，该数模只有齿部通用模型，应用UG软件CAD模块，进行齿顶倒圆处理，完成齿顶倒圆数模的建立。示例性的，根据齿顶倒圆数模生成五轴机床的数控程序，并应用VERICUT软件对数控程序进行加工模拟仿真，验证程序的正确性以及是否发生干涉碰撞。

其中，由于螺旋锥齿轮的零件材料为合金钢9310，渗碳后齿面硬度为HRA81～83，为淬硬合金钢，需要应用专门加工淬硬材料的刀具进行加工，因此，可选择刀具直径为φ4整体硬质合金球头铣刀进行加工。示例性的，在生成数控程序时，走刀加工方式为采用一次进刀和出刀的加工方式，采用往复式加工刀路，加工路径简洁，避免了多次进刀、出刀导致的刀痕影响表面质量问题，节省加工时间。

示例性的，在数控程序正确以及不发生干涉碰撞的情况下，将螺旋锥齿轮安装在机床上，定位端面选择螺旋锥齿轮的安装距端面，执行数控程序，对螺旋锥齿轮进行第一个齿齿顶倒圆，倒圆完成后，观察倒圆位置，查看圆角偏差情况。

若不存在圆角偏差，则将螺旋锥齿轮旋转，进行第二个齿的齿顶倒圆，直至完成所有螺旋锥齿轮的齿顶倒圆。

如果螺旋锥齿轮凸面齿面与倒圆产生过切，则确定螺旋锥齿的旋转角度为两相邻齿顶角度减去修整角度。也即将螺旋锥齿轮的C轴在旋转两相邻齿顶角度时，还向负向旋转一定的角度。

如果螺旋锥齿轮凸面齿面与倒圆产生欠切，则确定所述螺旋锥齿的旋转角度为两相邻齿顶角度加修整角度。也即将螺旋锥齿轮的C轴在旋转两相邻齿顶角度时，还向正向旋转一定的角度。

其中，修整角度根据圆角偏差确定。