(太原理工年夜学机器工程学院，山西太原030024)

　　为进步齿轮承载才能与应用寿命，无关机器设施早已采纳了硬齿面齿轮，特地是批量消费的中等模数汽车齿轮与机床齿轮，因为它们热解决后的精度普降1级阁下，且齿面毛糙度也没有合乎要求，为此，虽进行了很多精整法的钻研，但有心愿普及用于消费的是电镀CBN珩磨轮的珩齿法以及磨齿法，特地是蜗杆磨齿法。就电镀CBN珩磨轮的构造设计、齿形参数的优化设计、珩磨轮寿命的延伸、电镀新工艺等成绩，仍有很多值患上持续改良或钻研的须要，例如，格里生公司开发的五轴联动数控螺伞齿轮珩齿机，就是采纳的电镀CBN盘型珩磨轮。

　　珩磨轮与剃齿刀的加工进程，都遵照着螺旋齿轮副的啮合原理，只是此中一个是齿轮形刀具，另外一个是被加工齿轮罢了。今钻研的成绩是用一个螺旋齿轮形CBN珩磨轮加工(啮合)一个直齿轮，并剖析两者的啮合进程。图1中(a)以及(b)辨别是剃齿刀以及CBN珩轮的一个刀齿，(c)为被加工的一个直齿轮齿。加工啮合进程中，正在刀齿面上的接触点迹(接触线)是一条空间曲线，而正在轮齿面上则是一条平行于其端面的渐开线。就刀齿而言，只有每一个端面刀刃(屑槽与齿面的交线)与接触线交点才是剃削进程中的一个切削点，即每一一整条端面刃上只有一点参于切削。同理，珩磨轮的CBN刀齿面上，也只有齿宽内各端面齿形与接触线的交点才有珩磨作用，即接触线外的CBN刀齿面均没有参加珩磨。总之，就刀齿刃以及珩磨齿面都不克不及物尽其用，是极年夜的糜费。

　　为使珩磨轮的CBN齿面均有珩磨作用，自创了咱们曾研制的单刃剃齿刀的设计实践[1],对该CBN齿面进行修形设计。该修形设计实践的目的是：依据齿轮空间啮合原理，将斜齿剃齿刀或CBN珩磨轮与被加工齿轮啮合静止时正在刀齿端面上的接触线转换正在刀齿的端面中，并为磨齿不便把它优拟合为近似渐开线的一条立体曲线，即图2(a)中的近似渐开线切削刃，也相称于珩磨轮刀齿面中的端面齿廓线。这个立体曲线必定与其加工的直齿轮齿面上的一条空间曲线(即两者的接触点迹)，见图2(c)相共轭。因而可知，这两类刀具(图1以及图2的刀具)加工时的静止参数相反，但其接触点迹正在刀齿与轮齿面上的方式恰齐全相同，见图2。正在此应该特地指出的是，刀齿上的端面切削刃以及珩磨轮齿的端面廓形上的CBN磨粒，都是沿廓形或刃形逐点加工的。对CBN珩磨轮来讲，这就是使其全CBN齿面物尽其用的实践依据，亦即本钻研次要处理的成绩。

　　加工斜齿轮时，可用直齿珩磨轮。本文次要钻研的是加工硬齿面直齿轮的CBN珩磨轮。参照单刃剃齿刀的设计实践，详见参考文献[2]，起首建设珩轮与被珩轮正在啮合进程中的坐标系，经过坐标变换及一系列剖析以及推导，可求患上刀齿与轮齿的啮合方程式。由此求出轮齿面上的接触线方程式。同理，依据相干参数及坐标转换，求出刀齿端面内的接触线方程式。接触线上由齿顶到齿根的一段曲线就是实践刃形曲线，见图2(a)以及(b)。一定地说，这个刃形没有是渐开线。为了磨齿不便起见，曾依据求出的方程式体例了PICM顺序，它可根据各相干参数不便地求出单刃剃齿刀以及CBN珩磨轮刀齿端面内的廓形(即刃形)。

　　硬齿面用的CBN珩磨轮基体或软齿面用的各类剃齿刀，咱们都是正在Y7125磨齿机上磨齿的，其磨齿原理就是齿条与齿轮的啮合原理。砂轮工作面的轴向廓形，就是假想齿条的一个直边齿廓。磨渐开线规范齿轮时，这个直边齿廓的齿形角(压力角)为20°。如今刃磨似渐开线的CBN珩轮基体齿形或单刃剃齿刀的刃形，咱们行使PICM顺序迅速求出的适用刃形(刀齿面廓形)就能够同齿形角≠20°的近似直边廓形的齿条相啮合。也就是只需把砂轮轴向工作廓形整修成具备肯定压力角(齿形角)的直廓，就可磨出近似端面渐开线齿廓的珩磨轮基体或单刃剃齿刀的刀齿廓形(即刃形)，其偏差可疏忽没有计。磨齿时只需依据修改后的压力角(直边廓形的齿形角)调整磨齿机装置角，便可磨出合乎要求的珩磨轮基体，而后再镀CBN磨粒。依据详细参数(磨mn=3,刀齿=64，轮齿数=31，轮齿压力角=20°)求出的修改压力角，见表1。

　　鉴于中等模数齿轮剃齿或珩齿时，其齿面接触区沿齿向的宽度普通小于10～11 妹妹,为了节约CBN磨料，并使全刀齿面上的磨料物尽其用，咱们依据前述实践研制成一种组装式CBN珩磨轮，如见图3所示[3]。次要由齿轮形刀体一、压板三、珩磨轮基体2组成，并用定位销4定位、6个螺栓5紧固。此中一、3的齿面有肯定的硬度，宽约4 妹妹，仅起导向作用。珩磨轮的机体2是可换的，基体2的端面齿形是用PICM顺序设计的，宽约10～11 妹妹，仅其齿面上镀有CBN磨粒，供珩磨之用;同时，为了容屑以及减小珩磨时的接触压力，便于磨粒切入，还正在基体2上开有两个容屑槽，其构成的侧刃另有刮珩切屑的作用。

　　为了保障CBN镀层与基体刀齿面的连系强度，咱们开发了行使镍铁合金镀层的分散时效解决办法，使元素互分散，从而进步了镀层与基体的连系强度。其电镀液配方、电镀参数、工艺办法可参看参考文献[3]。实验用的珩磨轮参数：m=3 妹妹，z=73，βf=15°，180#CBN;直齿轮参数：Z=21，硬度HRC≈50;切削用量：n=540 rpm,径向进给量=5～10μm/双行程，轴向进给量按剃齿惯例。因为前提所限，仅珩磨了百余件齿轮。因为珩磨轮齿形精度未达要求，珩出的齿形精度超差较年夜，但降噪成果非常明显，约升高2～3 dB，齿轮齿面毛糙度可达▽9，而且改善径向偏差的才能特强，CBN镀层完整如初。总之，尚待进一步钻研以及理论。

　　1)研制的珩磨轮刀齿面上全副CBN磨粒能物尽其用，且刃形(端面珩磨刃)正确，刃磨工艺简略，实验证实了PICM顺序的运算牢靠、适用。

　　2)因为这类新设计的珩磨轮参考了单刃剃齿刀的设计办法，刀齿与轮齿面的接触区要小的多，以是，不只珩削才能年夜为进步，并且刀具寿命更长。

　　3)珩磨轮基体是可换的，可退镀后重镀CBN，使其基体屡次行使，减低刀具老本。

　　参考文献：

　　[1]侯俊文.单刃剃齿刀的设计顺序[D].太原：太原理工年夜学硕士学位论文，1986:66-69.

　　[2]徐璞，冯肇锡.硬齿面齿轮剃齿刀的刃形设计及其剃削功能的钻研[J].太原产业年夜学学报，1987(4)：24-28.

　　[3]刘燕平,徐璞.新型CBN磨珩轮及其电镀CBN新工艺[J].湖南年夜学学报,1999(2):65-69.