关键词：大模数；圆锥齿轮；加工方法
近年来，随着我国经济社会的快速发展，各领域都加大了对圆锥齿轮的需求量，而传统的加工方式，无法对圆锥齿轮大批量的生产，从而无法满足各领域的发展需求。对此，我国相关部门针对大模数圆锥齿轮的加工方式进行科学研究，加大对其加工方式的研究力度，结果大模数圆锥齿轮的加工标准与要求，创新多样化的加工方法，不仅使大模数圆锥齿轮的加工操作简单化，而且还能对其批量生产，满足各领域的应用需求，提升加工效率，确保大模数圆锥齿轮的加工质量。
一、大模数圆锥齿轮工装设计
大模数圆锥齿轮的工装设计，所包含的零件、架构等都比较多，其中包括：螺钉、轴端挡圈、键、活动分度盘、圆柱销、固定分度盘、轴承座、垫片、端盖、密封圈、主轴、圆锥滚子轴承、调整环、钢珠等，在大模数圆锥齿轮加工过程中都具有重要的影响性。加工原理是把轴承座固定在支架上，起到支撑主轴的作用，把固定、活动分度盘安装在主轴上，使其均匀地分布在主轴圆孔两侧，主要是分度作用，用螺钉把固定分度盘固定在轴承座上，使活动分度盘能够随着主轴进行转动。把加工的大模数圆锥齿轮固定在主轴上，利用主轴上的两盘圆锥使轴承滚动，再用圆柱销把活动分度盘、固定分度盘进行固定，通过上述的描述，基本完成大模数圆锥齿轮加工前的准备工作，也是对其加工的基本原理[1]。需要相关工作人员对其加工原理详细地掌握，根据大模数圆锥齿轮的加工标准与要求，对其进行实际加工。在加工的过程中，需要注意的是，要把活动分度盘与固定分度盘固定在一个环形槽内，并向环形槽加满钢珠，主要的目的是确保活动分度盘顺利地转动。
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图1 大模数圆锥齿轮工装图
当其中一个齿形加工完成后，需要把圆柱销拔出，让活动分度盘进行转动，直到转过设置的孔距，再把圆柱销插入，再次把活动分度盘与固定分度盘固定在一起，也就形成了齿轮分度。通常情况下，如果模数大于等于18mm圆锥齿轮，就会被称为大模数圆锥齿轮。其自身的特点比较多，其中包括结构尺寸大、承载能力强等。但是在实际加工的过程中，其加工的难度与模数大小有直接关系，模数越大，其齿轮的加工难度就越大，相反，模数越小，其齿轮的加工难度就越小[2]。大模数圆锥齿轮的加工，使在专门机床上进行的，如果在加工的过程中缺少此条件，那么就需要在铣床上进行加工，所应用的加工工具有成形刀具、分度装置等。但是大模数圆锥齿轮的加工，对原材料的要求比较高，在整个加工基地过程中，所花费的成本费用比较高。
目前大多数的工厂，都会采用铸齿、刨齿、滚齿、数控加工等方法，对大模数圆锥齿轮的加工，在实际加工的过程中，对相关工作人员的专业技术水平、加工精度等提出更高的要求。针对高要求的圆锥齿轮加工，一般情况下会采用刨齿机、滚齿机、数控加工中心等。而针对低精度的圆锥齿轮加工，一般会采用铸齿、刨齿等方法，但是无法确保圆锥铸齿加工的精确度，加工效率还比较低[3]。
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图2 大模数圆锥齿轮
二、大模数圆锥齿轮铣削方法
对大模数圆锥齿轮的加工，从动力学的角度分析，要考虑到圆锥齿轮自身的实际情况，由于轮齿两端的模数不同，会对齿形尺寸、锥轴方向等产生不同程度的影响，为避免其对大模数圆锥齿轮加工产生影响，需要对实体模式的建立，采用现代化信息技术，把相关信息数据的记录，构建三维立体模型，通过对三维立体模型的直观探究，要确保圆锥齿轮的面轮廓与底半径等于4个模数圆锥的圆弧，那么两个半径就等于4m，如果所加工的圆锥齿轮圆心相距为1.5r，那么就是6m。结合大模数圆锥齿轮的加工要求，对其准确计算，就可以明确圆锥齿轮的加工数据，确保大模数圆锥齿轮加工准确性[4]。
大齿轮的装夹，对大直径直伞齿轮提出更高的要求，设置圆锥角为の，当の较大时，采用立铣方式进行铣削，把角度板与回转工作台进行装夹。在实际操作的过程中，先将角度板安装在工作台上，借助千斤顶调节倾角，通常情况下，即铣削角度:a＝90°-の根，调节完成后，再把回转工作台安装在角度板上，使其内孔与回转工作台孔对准安装，确保工件中心与回转台中心的完全重合。最后用压板螺钉，把工件固定在回转台工作台上。如下图所示。
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小齿轮的装夹操作，针对小直径的直伞齿轮进行操作，其圆锥角比较小，直径也比较小，通常情况下，会采用万能分度头结合心轴，采用一夹一顶的方法对其进行装夹。小齿轮的装夹，适用于直径小于350mm的圆锥齿轮加工。如果直径大于350mm，那么就需要采用大齿轮装夹方法。在装夹时，分度头需向上倾斜一个铣削角度の根，如下图所示。
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三、大模数圆锥齿轮加工方法的应用
当大模数圆锥齿轮加工完成后，会直接投人到各领域中对其直接使用，其应用的效果我们进行了简单的总结，主要是针对工装、普通铣床的应用效果分析：第一，是其的安装比较简单、方便，通过低于两个分度盘的位置明确、固定，就可以满足其加工的基本条件。第二，是其分度比较容易，只需要对其转轴的转动，就可以使圆锥齿轮一起转动，利用圆柱销，对大模数圆锥齿轮的分度控制。第三，具有广泛性，无论是对固定分度盘的更换，还是对活动分度盘的更换，更换时间短，操作简单。第四，在实际应用的过程中，对相关设备没有过多的要求，就算是在普通卧式锁床、端面铣床等都可以对其的应用。第五，对相关操作技工人员没有太好的技术要求，只需要熟练操作锁工、铣工就可以。第六，整体的成本费用比较低，而其加工的效率却非常高。除此之外，相关部门还对其他加工方式进行了研究，无论是仿形加工方法，还是范成加工方法，都具有自身的优势与特点。仿形加工方法，是齿轮加工刀具切出齿轮的齿槽，刀具的“截面形状”是齿轮齿槽的形状。加工齿轮时，没有齿轮啮合运动，加工出来的齿轮精度低，一般精度在11级以下。而范成加工方法，加工刀具自身就是“齿轮或齿条”，齿轮滚刀可以“认为”是齿条，属于齿条类型刀具。
结语：
综上所述，为满足各领域的发展需求，需要加大对大模数圆锥齿轮加工方法的研究力度，创新多样化的加工方法，使其操作简单方便，降低对相关技术水平的要求，使其在普通卧式锁床、端面铣床等都可以应用，充分提出出其所具体的广泛性特点，详细掌握大模数圆锥齿轮加工质量的变化规律，从而确保其加工质量。
参考文献：
[1]严辉容,朱留宪,李兴慧.大模数圆锥齿轮加工方法的研究与应用[J].机电工程技术,2018,47(07):38-41+226.
[2]刘永歌.大模数圆锥伞齿轮在刨床上的加工[J].矿山机械,2008,36(01):99-100.
[3]李晶,程国全,杨卫华,范俊广.大模数圆锥齿轮微机CAD/CAPT/MNC系统[J].机械工业自动化,1991(02):32-36+23.
[4]王正杰.在牛头刨床上用展成法加工大模数圆锥齿轮[J].机床,1983(07):17-19.
论文作者:冯春艳
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：圆锥论文; 齿轮论文; 加工论文; 模数论文; 分度论文; 对其论文; 方法论文; 《科学与技术》2019年18期论文;