本發(fā)明屬于采煤機產(chǎn)品用齒軌輪機械加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的采煤機產(chǎn)品用齒軌輪分成兩種：單齒軌輪和雙聯(lián)齒軌輪。對于雙聯(lián)齒軌輪而言，其主要由齒形較大的齒軌輪部分和牙型較小的傳動齒輪部分一體成型而成。其中，齒軌輪部分的內(nèi)外兩側(cè)的齒形棱邊輪廓都有圓倒角(R4或R6)。因為齒軌輪部分為承受重載荷零件，而其棱邊圓角處為應(yīng)力集中部位，加工不好很容易造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生裂紋，繼而產(chǎn)生斷裂等，嚴重影響零件的使用壽命及使用的安全性。

對于雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工一般安排在齒形加工工序完后進行。以前的加工方法為手工砂輪打磨。因此加工效果因人而異，很不盡人意。

申請人嘗試對雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)外兩側(cè)的齒形棱邊圓倒角進行機械加工。發(fā)現(xiàn)外側(cè)的齒形棱邊圓倒角加工較易，而對于雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)的齒形棱邊圓倒角很難進行機械加工，且機械加工時刀具與位于下部的傳動齒輪很容易發(fā)生干涉(中間空檔寬度只有85mm)。此外，機械加工時刀具刀柄很容易與工件發(fā)生碰撞干涉，最終造成次品或報廢，甚至于發(fā)生事故。

因此，如何采用機械加工的方法在雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)的齒形棱邊加工圓倒角，成為本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法。該方法采用數(shù)控銑加工的方法，采用球頭銑刀，在五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心機床上，在數(shù)控編程技術(shù)的支持下，加工出一個包絡(luò)圓倒角棱邊的一個空間曲面，在此基礎(chǔ)上改傳統(tǒng)手工打磨為先進的多軸聯(lián)動數(shù)控加工，不僅能夠保證產(chǎn)品滿足設(shè)計圖紙要求，而且能夠避免產(chǎn)品使用中產(chǎn)生裂紋、應(yīng)力集中等缺陷發(fā)生。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、采用UG NX8.5軟件對雙聯(lián)齒軌輪工件進行三維建模，得到工件模型；

步驟二、在步驟一中所建立的工件模型上建立三維坐標系；所述三維坐標系的z軸與工件模型的中軸線重合；

步驟三、選擇工件的加工模式為輪廓區(qū)域銑模式，然后在該模式下指定工件內(nèi)側(cè)齒形棱邊曲面為切削區(qū)域，將該區(qū)域曲面作為驅(qū)動曲面，同時設(shè)定加工參數(shù)，在CAM軟件的輔助下，生成加工刀具軌跡空間參數(shù)化曲線，多條參數(shù)化曲線形成對工件內(nèi)側(cè)齒形棱邊曲面的密集包絡(luò)，得到刀具加工軌跡；

步驟四、選擇球頭銑刀為加工刀具，然后對步驟三中所述刀具軌跡進行后置處理，生成數(shù)控加工用機床程序；

步驟五、將雙聯(lián)齒軌輪工件放置在機床工作臺上，且使雙聯(lián)齒軌輪工件的中軸線呈豎直設(shè)置，使加工刀具的中軸線處于水平狀態(tài)；然后對雙聯(lián)齒軌輪工件進行數(shù)控加工，加工時，一方面使雙聯(lián)齒軌輪工件圍繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動，另一方面使加工刀具圍繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動的同時按步驟四中所述程序作三軸運動，通過多軸聯(lián)動，最終完成雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工過程。

上述的一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法，其特征在于，步驟二中所述三維坐標系的原點位于工件模型上表面的中心位置處。

上述的一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法，其特征在于，步驟三中所述加工參數(shù)包括切削參數(shù)和非切削參數(shù)；

所述切削參數(shù)及其設(shè)定分別為：刀具軸線矢量：遠離直線，主軸轉(zhuǎn)速：3000rpm，進給速度：450mm/min，走刀方法：精銑，加工后曲面誤差值：內(nèi)外公差0.030mm，加工余量：0mm；

所述非切削參數(shù)及其設(shè)定分別為：進刀類型：圓弧-平行于刀軸、半徑：50％刀具直徑，圓弧角度：90°，旋轉(zhuǎn)角度：0°，線性延伸：0mm，退刀類型：與進刀類型相同。

上述的一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法，其特征在于，步驟四中所述球頭銑刀的球徑為32mm，刃長為50mm，球頭銑刀的總長度為150mm。

上述的一種雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工方法，其特征在于，步驟四中采用帶有Siemens 840D控制系統(tǒng)的德瑪吉五軸加工中心專用后置處理器對刀具軌跡進行后置處理。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：

1、本申請的發(fā)明人針對現(xiàn)有技術(shù)為人工手工砂輪打磨、加工費時費力、加工效果無法滿足圖紙要求、對產(chǎn)品的使用壽命有很大的影響等技術(shù)缺陷進行深入性研究和針對性攻關(guān)，最終改傳統(tǒng)手工打磨為正規(guī)機械加工，不僅能夠保證產(chǎn)品滿足設(shè)計圖紙要求，而且能夠避免產(chǎn)品使用中產(chǎn)生裂紋、應(yīng)力集中等缺陷發(fā)生。

2、本發(fā)明采用數(shù)控銑加工的方法，采用球頭銑刀，在五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心機床上，在數(shù)控編程技術(shù)的支持下，加工出一個包絡(luò)圓倒角棱邊的一個空間曲面。本發(fā)明的加工方法能夠完全達到設(shè)計圖紙的加工形狀要求，加工粗糙度甚至超過圖紙的粗糙度要求，而且效率高，可大幅提高產(chǎn)品使用壽命。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明雙聯(lián)齒軌輪內(nèi)側(cè)齒形棱邊圓倒角的加工狀態(tài)示意圖。

附圖標記說明:

1—加工刀具； 2—雙聯(lián)齒軌輪工件。

具體實施方式

本發(fā)明的加工方法包括以下步驟：

步驟一、采用UG NX8.5軟件對雙聯(lián)齒軌輪工件2進行三維建模，得到工件模型；

步驟二、在步驟一中所建立的工件模型上建立三維坐標系；所述三維坐標系的z軸與雙聯(lián)齒軌輪工件模型的中軸線重合；

本實施例中，三維坐標系的原點位于工件模型上表面的中心位置處；

步驟三、選擇工件的加工模式為輪廓區(qū)域銑模式，然后在該模式下指定工件內(nèi)側(cè)齒形棱邊曲面為切削區(qū)域，將該區(qū)域曲面作為驅(qū)動曲面，同時指定加工參數(shù)，在CAM軟件的輔助下，生成加工刀具軌跡空間參數(shù)化曲線，多條參數(shù)化曲線形成對工件內(nèi)側(cè)齒形棱邊曲面的密集包絡(luò)，得到刀具加工軌跡；

本實施例中，所設(shè)定的加工參數(shù)包括切削參數(shù)和非切削參數(shù)，其中：

切削參數(shù)及其設(shè)定分別為：刀具軸線矢量(設(shè)為“遠離直線”)，主軸轉(zhuǎn)速(3000rpm)，進給速度(450mm/min)，走刀方法(精銑)，加工后曲面誤差值(內(nèi)外公差0.030mm)，加工余量(0mm)；

非切削參數(shù)及其設(shè)定分別為：進刀類型(圓弧-平行于刀軸)，半徑(50％刀具直徑)，圓弧角度(90°)，旋轉(zhuǎn)角度(0°)，線性延伸(0mm)，退刀類型(與進刀類型相同)；

步驟四、選擇球頭銑刀為加工刀具1，然后對步驟三中所述刀具軌跡進行后置處理，生成數(shù)控加工用機床程序；

本實施例中，所選擇的球頭銑刀的球徑為32mm，刃長為50mm，球頭銑刀的總長度為150mm，球頭銑刀的材質(zhì)為硬質(zhì)合金；

本實施例中，采用以Siemens 840D為控制系統(tǒng)的德瑪吉五軸加工中心DMU210FD專用后置處理器對刀具軌跡進行后置處理；

步驟五、將雙聯(lián)齒軌輪工件2放置在機床工作臺上，且使雙聯(lián)齒軌輪工件2中軸線呈豎直設(shè)置，使加工刀具1的中軸線處于水平狀態(tài)(加工狀態(tài)如圖1所示)；然后對雙聯(lián)齒軌輪工件2進行數(shù)控加工，加工時，一方面使雙聯(lián)齒軌輪工件2圍繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動，另一方面，使加工刀具1圍繞自身軸線作回轉(zhuǎn)運動的同時按步驟四中所述程序作三軸聯(lián)動運動，通過多軸聯(lián)動，最終完成雙聯(lián)齒軌輪工件2內(nèi)側(cè)的齒形棱邊圓倒角的加工過程。

本發(fā)明采用數(shù)控銑加工的方法，采用球頭銑刀，在五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心機床上，在數(shù)控編程技術(shù)的支持下，加工出一個包絡(luò)圓倒角棱邊的一個空間曲面，在此基礎(chǔ)上改傳統(tǒng)手工打磨為正規(guī)機械加工，不僅能夠保證產(chǎn)品滿足設(shè)計圖紙要求，而且能夠避免產(chǎn)品使用中產(chǎn)生裂紋、應(yīng)力集中等缺陷發(fā)生。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制。凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。