1.本发明涉及光整加工相关技术领域，尤其涉及一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺。
背景技术：
2.齿轮的表面质量对齿轮零件的耐磨性、抗疲劳强度、抗腐蚀性及接触刚度等使用性能及寿命、可靠性都有很大影响。随着机械制造业的发展和工业生产的需要，对齿轮零件表面质量的要求逐步提高。目前，齿轮表面质量主要通过磨削手段进行提高，需要针对不同的表面加工出与其相适应的砂轮形状，存在加工成本高、技术手段复杂等问题，尤其对于表面形状复杂的齿轮零件，该问题更加突出，难以满足生产实际中低成本、高效率的需求。
技术实现要素：
3.本发明的目的在于提供一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺，包括如下步骤：
5.步骤一、齿槽参数确定：根据设计图纸或待加工锥齿轮实物测量获取小端齿根处齿槽宽和齿顶齿槽宽尺寸。
6.步骤二、锥齿轮安装：结合锥齿轮外廓尺寸及工装轴距离筒壁距离，通过工装调整安装锥齿轮，使安装后的锥齿轮大端定点与所在料筒截面所在圆周交点相切，保证磨料在料筒带动下绕料筒中心轴旋转能够顺利进入齿槽或速度方向与齿面间夹角为锐角。
7.步骤三、锥齿轮进行粗光整：确定好粗光整工艺参数，料筒旋转带动磨料形成绕料筒中心转动的磨料流场，依靠磨料流中的磨料颗粒与锥齿轮表面形成相对运动从而进行粗光整。
8.步骤四、锥齿轮进行精光整：调整光整的工艺参数，采用与步骤三相同的操作对锥齿轮进行精光整。
9.步骤五、对锥齿轮的粗糙度及齿廓检测。
10.优选的，步骤三和步骤四中的工艺参数均包括有料筒中磨料装入量，料筒转速与工装主轴转速，磨料尺寸及类型，粗加工时间。
11.优选的，根据光整理论，磨料总加入量占料筒容积0.55-0.65范围时最适宜，加工不易变形工件。工装主轴与料筒间转速比小于0时，由料筒旋转带动磨料运动形成的强制流动车流向与磨料速度方向基本一致，磨块与工件间的相对滑移速度较大，有利于切削加工，大于0时相对滑移速度小，不利于切削加工，同时速比绝对值越大，由于料筒转动形成的强制流场加强，使得加工去除量及磨料的磨耗量增加，被加工工件表面易形成划痕，综合考虑加工效果及效率，工装主轴转速与料筒转速比为a，并且-1≦a≦0；根据齿槽宽度确定粗光整加工磨料的尺寸，对于锥齿轮，小端尺寸小于大端尺寸，故以小端齿槽最小宽度处尺寸为
准，通常粗光整加工要保证在同一位置两个磨粒能够通过，故粗光整加工选取的磨料尺寸为小端齿根齿槽宽的二分之一，同时根据目前国内外常用的光整加工磨料类型如树脂磨料和氧化铝陶瓷磨料特性，对于合金钢类零件选择氧化铝陶瓷磨料，且粗加工工序需要较强的加工能力，故锥齿轮粗光整加工磨料选择四面体异形氧化铝陶瓷磨料；国内外不同类型磨料其加工能力随着时间增加而逐渐减小，通常在15-20min后趋于平稳，在设定时间内粗糙度未降低到预设范围，则适当增加粗加工时间5-10min，因此粗加工的整体时间为15～30min。
12.优选的，磨料总加入量占料筒容积比为0.6；离心式滚磨光整加工主要依靠料筒旋转带动磨料形成绕料筒中心转动的磨料流场，依靠磨料流中的磨料颗粒与待加工表面形成相对运动从而达到对待加工表面切削的效果。根据切削原理可知，相对切向分速度越大切削力越大，切削效果越好，故对于锥齿轮其安装需使得待加工齿槽齿面与磨料流在料筒中两者瞬间相互作用位置处的夹角越小越好，结合锥齿轮的结构特点，需将锥齿轮通过工装固定于工装轴且其轴线与工装轴线垂直。同时考虑对锥齿轮所有齿的加工均匀性要求，需通过一定动力使得锥齿轮绕其轴线进行缓慢自转。综合考虑锥齿轮齿槽齿面的加工效果及整个锥齿轮加工均匀性，则锥齿轮垂直安装于工装轴套环中且通过增加驱动装置保证锥齿轮绕自身轴线进行缓慢回转，转速设置为10-20r/min。此时考虑到料筒加工空间及加工过程中为保证加工效率而使齿槽齿面与磨料流速度方向尽可能平行，故工装轴速度设置为0，工装主轴转速与料筒转速比a为0，综合考虑加工效率和效果，粗加工时间为20min。
13.优选的，步骤四中料筒中磨料装入量，料筒转速与工装主轴转速，磨料类型以及粗加工时间的参数值与步骤三中的参数值相同，考虑到磨料对加工表面的作用效果，步骤四中的磨料尺寸为小端齿根齿槽宽的四分之一。
14.优选的，步骤五中锥齿轮的粗糙度检测具体包括有对锥齿轮大端、齿宽中点处及小端处齿面的粗糙度检测；采用齿检仪对锥齿轮的齿廓进行检测。
15.与现有技术相比，本发明提供了一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺，具备以下有益效果：
16.(1)本发明中的锥齿轮光整加工在磨齿工艺结束或磨齿工艺结束并进行精喷丸工艺后，通过磨料流加工实现对锥齿轮齿面的光整加工，优化其表面形貌分布，进而达到降低齿面粗糙度的效果。
17.(2)锥齿轮在加工的过程中，通过料筒旋转带动磨料形成绕料筒中心转动的磨料流场，依靠磨料流中的磨料颗粒与待加工表面形成相对运动从而对待加工表面切削，并且料筒进行旋转，而工装主轴则保持不动，齿槽齿面与磨料流速度方向保持平行，极大的提升了加工效率。
18.(3)随着齿轮的转动，流体磨料可对齿轮的所有齿槽齿面依次进行抛磨，各个表面的光整加工质量均匀，各个轮齿的加工余量相同，可保证表面各处粗糙度的一致性，有效提高了加工精度，从而保证了加工质量。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
20.图1为锥齿轮离心式磨料流滚磨光整加工示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本发明的实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一
23.本实施例中公开了一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺，锥齿轮光整加工在磨齿工艺结束或磨齿工艺结束并进行精喷丸工艺后实施，通过磨料流加工实现对锥齿轮齿面的光整加工，由粗光整到精光整实现逐级加工以降低表面粗糙度的效果。加工的过程中，料筒如图1所示按v桶方向绕其轴线进行旋转，锥齿轮绕其轴线按图示箭头方向旋转。图中速度v方向为磨料流中颗粒在其所在料筒中位置处的瞬时速度方向。通过磨料与齿面间相对运动对齿面产生切削光整加工。同时锥齿轮绕其轴线的旋转运动保证了所有轮齿齿面加工的均匀性。
24.加工锥齿轮前首先对齿槽参数进行确定，根据设计图纸或待加工锥齿轮实物测量获取小端齿根处齿槽宽和齿顶齿槽宽尺寸。
25.然后对锥齿轮进行安装，结合锥齿轮外廓尺寸及工装轴距离筒壁距离，通过工装调整安装锥齿轮，使安装后的锥齿轮大端定点与所在料筒截面所在圆周交点相切，安装完毕后，选择四面体异形氧化铝陶瓷磨料，磨料尺寸为小端齿根齿槽宽的二分之一，将磨料加入至料筒中，并且保证磨料总加入量占料筒容积比为0.55；启动料筒和工装进行旋转，并且工装主轴转速与料筒转速比a为-1，工装主轴的转速设置为10-20r/min，料筒旋转带动磨料形成绕料筒中心转动的磨料流场，依靠磨料流中的磨料颗粒与锥齿轮表面形成相对运动从而进行粗光整粗，加工15min后停止。粗光整完毕后，将料筒中的磨料取出，加入尺寸为小端齿根齿槽宽的四分之一的球形磨料至料筒中，球形磨料的装入量，料筒转速与工装主轴转速，磨料类型以及加工时间的参数值与粗光整的参数值相同，再次启动工装和料筒对锥齿轮进行精光整。精光整加工完毕后对锥齿轮大端、齿宽中点处及小端处齿面分别进行粗糙度检测，同时在齿检仪进行齿廓检测，确定粗糙度及齿廓精度。
26.实施例二
27.本实施例中公开了一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺，其加工锥齿轮的发明构思与实施例一相同，与实施例一的不同之处在于：本实施例中在粗光整以及精光整时，磨料总加入量占料筒容积比为0.6，工装主轴转速与料筒转速比a为0，加工时间为20min。
28.实施例三
29.本实施例中公开了一种离心式磨料流滚磨光整加工锥齿轮的工艺，其加工锥齿轮的发明构思与实施例一相同，与实施例一的不同之处在于：本实施例中在粗光整以及精光整时，磨料总加入量占料筒容积比为0.65，工装主轴转速与料筒转速比a为-0.5，其中，工装
主轴的转速设置为10-20r/min，加工时间为30min。
30.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。