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    一种 圆弧 端齿适配 磨削 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510811305.5

    申请日:

    2015.11.20

    公开号:

    CN105328273A

    公开日:

    2016.02.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):B23F 19/02变更事项:专利权人变更前:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司变更后:中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司变更事项:地址变更前:110043 辽宁省沈阳市大东区东塔街6号变更后:110043 辽宁省沈阳市大东区东塔街6号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):B23F 19/02申请日:20151120|||公开
    IPC分类号: B23F19/02 主分类号: B23F19/02
    申请人: 沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司
    发明人: 田一峰; 吴军; 王东
    地址: 110043辽宁省沈阳市大东区东塔街6号
    优先权:
    专利代理机构: 沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234 代理人: 俞鲁江
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510811305.5

    授权公告号:

    |||105328273B||||||

    法律状态公告日:

    2018.05.18|||2017.05.10|||2016.03.16|||2016.02.17

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开一种圆弧端齿适配磨削方法,步骤如下:一、标准件分析;二、确定标准件的半齿距数:在圆弧端齿同一节平面上,以齿面0为不动面,每个齿面至少打2个点分别与其他齿面的点构造圆,评价出圆度最好的两个齿面点所构造的圆,得出该标准件在加工时的砂轮包容的半齿距数;根据得到的砂轮包容的半齿距数和前期的基本信息,推算出圆弧端齿的最重要的两个参数:砂轮在节径平面上的半径;零件中心与砂轮中心的距离;三、齿面拟合拟合配磨调整;四、齿顶高和齿全高配磨调整;调整砂轮的轮廓位置的方式是通过调整砂轮修整器坐标点的位置。本发明的优点是:实现圆弧端齿的互换性加工,减少航空企业内部周转加工费用。

    权利要求书

    1.一种圆弧端齿适配磨削方法,其特征在于步骤如下:
    一、标准件分析
    测量标准件的齿数、零件高度、圆弧端齿外径、齿长;
    二、确定标准件的半齿距数
    在圆弧端齿同一节平面上,以齿面0为不动面,每个齿面至少打
    2个点分别与其他齿面的点构造圆,评价出圆度最好的两个齿面点所
    构造的圆,根据齿面0到圆度最佳的齿面的齿面数量,得出该标准件
    在加工时的砂轮包容的半齿距数;根据得到的砂轮包容的半齿距数和
    前期的基本信息,可以推算出圆弧端齿的其它数值,
    (1)圆弧端齿外径的一半;
    (2)齿长;
    (3)齿圈的平均半径;
    (4)连轴器的齿数;
    (5)砂轮包容的半齿距数;
    (6)180°减去砂轮包容圆弧端齿的角度的一半;
    (7)砂轮在节径平面上的半径;
    (8)零件中心与砂轮中心的距离;
    根据以上数据得出加工中最重要的两个参数:砂轮在节径平面
    上的半径;零件中心与砂轮中心的距离;
    三、齿面拟合拟合配磨调整
    初步的参数确定后,为了检测齿面是否正确,在配磨件加工一定
    深度后,用标准件对配磨件进行着色检查,从而精确调整砂轮半径、
    中心距和压力角的数值,使其着色检查面积达到95以上;
    四、齿顶高和齿全高配磨调整
    圆弧端齿的凸齿和凹齿配合后,其接触高度中间位置的节平面到
    端齿顶面的距离为齿顶高。在加工圆弧端齿母盘时,齿顶高的检测值
    =(凸齿零件高度+凹齿零件高度-装配后高度)÷2;由于在配磨之前,
    可以通过需要配磨的两个标准件装配,来得出标准件的齿顶高数值,
    把该标准件当成“母盘”,那么在配磨时,检测齿顶高数值=凸齿零件
    高度+凹齿零件高度-装配后高度-母盘标准件的齿顶高;
    调整砂轮的轮廓位置的方式是通过调整砂轮修整器坐标点的位
    置。
    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:调整砂轮的轮廓位
    置的方式是通过调整砂轮修整器坐标点的位置,具体方法为:通过调
    整X轴、Y轴的坐标点Base值来调整圆弧端齿的齿顶高和齿全高。

    说明书

    一种圆弧端齿适配磨削方法

    技术领域

    本发明涉及航空加工技术领域,具体说是主要应用于航空发动机转动部件的适配加工方法。

    背景技术

    现航空企业具备圆弧端齿磨削技术的单位有很多,由于起到联合器作用的圆弧端齿类零件,统一要求圆弧端齿结构要实现行业内的互换,即不同厂家生产出的圆弧端齿可以相互装配。但由于端齿结构的轮廓尺寸、形位公差、齿轮啮合都要求极高,各公司的圆弧端齿设备和加工条件也存在很大差异,在互换的过程中,即使全面掌握互换标准件的准确加工参数和尺寸信息,也很难实现标准件的互换。

    发明内容

    为解决上述技术问题,本发明的目的是提供一种圆弧端齿适配磨削方法,具体技术方案如下:

    一种圆弧端齿适配磨削方法,步骤如下:

    一、标准件分析

    测量标准件的齿数、零件高度、圆弧端齿外径、齿长;

    二、确定标准件的半齿距数

    在圆弧端齿同一节平面上,以齿面0为不动面,每个齿面至少打2个点分别与其他齿面的点构造圆,评价出圆度最好的两个齿面点所构造的圆,根据齿面0到圆度最佳的齿面的齿面数量,得出该标准件在加工时的砂轮包容的半齿距数;根据得到的砂轮包容的半齿距数和前期的基本信息,可以推算出圆弧端齿的其它数值,

    (1)圆弧端齿外径的一半;

    (2)齿长;

    (3)齿圈的平均半径;

    (4)连轴器的齿数;

    (5)砂轮包容的半齿距数;

    (6)180°减去砂轮包容圆弧端齿的角度的一半;

    (7)砂轮在节径平面上的半径;

    (8)零件中心与砂轮中心的距离;

    根据以上数据得出加工中最重要的两个参数:砂轮在节径平面上的半径;零件中心与砂轮中心的距离;

    三、齿面拟合拟合配磨调整

    初步的参数确定后,为了检测齿面是否正确,在配磨件加工一定深度后,用标准件对配磨件进行着色检查,从而精确调整砂轮半径、中心距和压力角的数值,使其着色检查面积达到95以上;

    四、齿顶高和齿全高配磨调整

    圆弧端齿的凸齿和凹齿配合后,其接触高度中间位置的节平面到端齿顶面的距离为齿顶高。在加工圆弧端齿母盘时,齿顶高的检测值=(凸齿零件高度+凹齿零件高度-装配后高度)÷2;由于在配磨之前,可以通过需要配磨的两个标准件装配,来得出标准件的齿顶高数值,可以把该标准件当成“母盘”,那么在配磨时,检测齿顶高数值=凸齿零件高度+凹齿零件高度-装配后高度-母盘标准件的齿顶高;

    在砂轮曲率和砂轮中心到零件中心的中心距确定之后,影响齿顶高的因素便是砂轮的轮廓位置,而调整砂轮的轮廓位置的方式是通过调整砂轮修整器坐标点的位置。

    调整砂轮的轮廓位置的方式是通过调整砂轮修整器坐标点的位置,具体方法为:通过调整X轴、Y轴的坐标点Base值来调整圆弧端齿的齿顶高和齿全高。

    本发明的优点是:实现圆弧端齿的互换性加工,减少航空企业内部周转加工费用。

    附图说明

    图1为凸齿标准件照片;

    图2为构造圆示意图;

    图3为圆弧端齿着色状况示意图;

    图4为圆弧端齿齿顶高测量示意图;

    图5为凹齿砂轮轮廓图;

    图6为砂轮修整器坐标点示意图。

    具体实施方式

    圆弧端齿适配磨削技术可分为标准件分析、确定标准件的半齿距数、齿面拟合配磨调整、齿顶高和齿全高配磨调整四个阶段。下面以某标准件为例,适配磨削与之对应的配磨件。

    一、标准件分析

    标准件同正式零件,是以两件为一对同时存在的,即凸齿和凹齿。本文以凸齿标准件(图1)为例,适配磨削一件与之配合的(与凹齿标准件相同的)凹齿配磨件。

    首先这个标准件的所有尺寸和参数都是不知道的,但从观察和实际测量中可以得到该标准件的信息见表1:

    表1标准件基本信息

    齿形 凸齿 齿数N 36 零件高度H 60.177 圆弧端齿外径D φ248 齿长F 23

    这些基本信息在后面确定适配件的参数中都很重要。

    二、确定标准件的半齿距数

    加工适配件时,应该先对标准件进行初步检测。圆弧端齿的齿形参数和配合参数都无法准确的测量,或者无法测量,那么对标准件进行初步检测的主要目的,是得到该标准件在加工的时候砂轮包容的半齿距数是多少,从而确定配磨件的砂轮包容的半齿距数是多少。

    由于该标准件的齿数为36(偶数),那么可以直接得到砂轮包容的半齿距数为奇数。再运用三坐标测量机,在圆弧端齿同一节平面上,以齿面0为不动面,每个齿面至少打2个点(被环槽断开的齿面为一个齿面),分别与齿面1、齿面2……上的点构造圆,评价出圆度最好的两个齿面点所构造的圆(图2)。

    将齿面0和齿面1、齿面2、齿面3、齿面4分别进行圆形构造见表2,选择其齿面0和齿面2所构造出圆的圆度为最佳,因此得出该标准件在加工时的砂轮包容的半齿距数是19。

    表2构造圆的圆度情况

    构造圆 圆度 齿面0和齿面1 0.1

    齿面0和齿面2 0.01 齿面0和齿面3 0.1 齿面0和齿面4 0.5

    根据得到的砂轮包容的半齿距数和前期的基本信息,可以推算出圆弧端齿的其它数值,如下公式:

    (1)圆弧端齿外径的一半

    (2)齿长F=23

    (3)齿圈的平均半径A=A0-0.5F=124-0.5×23=112.5

    (4)连轴器的齿数N=36

    (5)砂轮包容的半齿距数nx=19

    (6)180°减去砂轮包容圆弧端齿的角度的一半

    (7)砂轮在节径平面上的半径

    (8)零件中心与砂轮中心的距离

    得出加工中最重要的两个参数:砂轮在节径平面上的半径为122.7722;零件中心与砂轮中心的距离为166.5211。

    (3)齿面拟合拟合配磨调整

    初步的参数确定后,为了检测齿面是否正确,在配磨件加工一定深度后,用标准件对配磨件进行着色检查,从而精确调整砂轮半径r、中心距S和压力角的数值,使其着色检查面积达到95以上,着色状况(图3)分8种情况,其中A、B、C、D、E、F和G都是着色不合格的图形,H是着色最佳图形。

    A图称为齿根着色(在齿圈外侧着色),对凹齿元件来说,是砂轮中心与零件中心的距离过小而产生的。B图称为齿尖着色(在齿圈内侧着色),对凹齿元件来说,是砂轮中心与零件中心的距离过大而产生的。C图是砂轮的压力角太大而造成的。D图是砂轮的压力角太小而造成的。E图是砂轮的曲率半径过小(对凹齿元件),改善着色的措施是需要增大砂轮外径,同时加大砂轮中心与零件中心的距离,以便补偿齿厚的变化。F图是砂轮的曲率半径过大(对凹齿元件),改善着色的措施是需要减小砂轮半径,同时减小砂轮中心与零件中心的距离,以便补偿齿厚的变化。G图是着色太窄,这是因为侧修整器的偏置太小,当修整臂摆动时在砂轮上修出一个凹的圆锥面,造成凹齿元件的弧齿中部凸起,用标准件检查结果只在弧齿中部着色,调整数值要凭经验决定。

    (4)齿顶高和齿全高配磨调整

    圆弧端齿的凸齿和凹齿配合后,其接触高度中间位置的节平面到端齿顶面的距离为齿顶高。在加工圆弧端齿母盘时,齿顶高的检测值(图4)=(凸齿零件高度+凹齿零件高度-装配后高度)÷2。由于在配磨之前,我们可以通过需要配磨的两个标准件装配,来得出标准件的齿顶高数值(经检测为2.6795),可以把该标准件当成“母盘”(即原始盘),那么在配磨时,检测齿顶高数值=凸齿零件高度+凹齿零件高度-装配后高度-母盘标准件的齿顶高。

    在砂轮曲率和砂轮中心到零件中心的中心距确定之后,影响齿顶高的因素便是砂轮的轮廓位置(图5),而调整砂轮的轮廓位置的方式是通过调整砂轮修整器坐标点(图6)的位置。

    通过调整X轴、Y轴的坐标点Base值(表3)来调整圆弧端齿的齿顶高和齿全高。当Y轴向正方向调整时,砂轮全部轮廓被修磨量减小,轮廓下降,则齿全高和齿顶高增大,Y轴向负方向调整时反之;当X轴向正方向调整时,砂轮侧面轮廓被修磨量减小,轮廓变宽,则齿全高不便,齿顶高增加。

    表3德国BLOHM公司修整器坐标栏


    Geometry Wear Base
    Length1(Y轴) 71.766 0.0 167.087 Length2(X轴) 37.834 0.0 768.863 Length3(Z轴) 0.000 0.0 -339.146

    小结

    圆弧端齿适配磨削不仅是为了满足圆弧端齿类零件的互换,部分技术点也可在实际加工中当碟片修整器磨损过快时进行调整应用。

    关于本文
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