[发明专利]一种连续展成磨齿的修形齿面偏差预测方法

说明书

本发明涉及一种连续展成磨齿的柔性齿面偏差预测方法，属于齿轮加工制造技术领域。首先建立连续展成磨削模型，将机床运动轴进给量表示为随时间变化的函数；然后根据单条磨削迹线的点云数据筛选单个齿面的磨削点云；随后在圆柱齿轮齿面上划分带状区域，选取网格点；最后计算带有机床运动轴进给量偏差和无偏差的网格点坐标，使用向量点积完成修形齿面的偏差的预测。本发明使用齿面的磨削点作为网格点来精确地计算机床各运动轴的实际位置，而不需要针对定义网格点来计算机床各运动轴的理论位置，使修形齿面的偏差预测精度提升至1×10^‑9数量级，修形齿轮的研发和制造周期缩短60%～70%，进而使得磨齿加工成本得到降低。

技术领域

本发明属于齿轮加工制造技术领域，特别涉及一种连续展成磨齿的修形齿面偏差预测方法。

背景技术

连续展成磨齿作为一种齿面硬精加工工艺，被广泛应用于汽车变速箱齿轮的大规模生产。修形齿轮的齿面偏差计算用于被磨削齿轮的修形量的预测和检验。连续展成磨齿在预测和检验修形齿轮的修形量时，首先需要在标准齿轮的齿面上定义由交叉点组成的网格面，然后根据机床各轴进给量的变化计算网格面的法向偏差，最后使用测量仪器检验被磨削齿轮。使用传统方法预测和检验修形量时，需要沿标准齿轮齿面的齿廓和齿宽方向定义交叉点，标准齿轮齿面的交叉点与修形齿轮齿面的磨削点不重合；而根据磨削迹线计算得到的机床各运动轴实际位置与根据交叉点计算得到的机床各运动轴理论位置存在偏差，所以使用这种方法严重限制了齿面偏差预测精度，干扰测量仪器的检验结果，使连续展成磨齿的加工成本很高。

发明内容

为了在数控蜗杆砂轮磨齿机上，实现通过机床各运动轴实际位置来对齿轮的修形齿面进行偏差预测，本发明提供一种连续展成磨齿的柔性齿面偏差预测方法。

一种连续展成磨齿的修形齿面偏差预测方法，所述修形齿面偏差预测方法适用于数控蜗杆砂轮磨齿机，数控蜗杆砂轮磨齿机包括九个数控轴和电子齿轮箱，九个数控轴分别为砂轮径向进给轴X1，砂轮切向进给轴Y1、砂轮轴向进给轴Z1、砂轮架回转轴A1、砂轮主轴B1、工作台回转轴C1、外支架移动轴Z2、修整轮回转轴B2和修整机构回转轴C2，电子齿轮箱精确控制工作台回转轴C1、砂轮主轴B1、砂轮切向进给轴Y1和砂轮轴向进给轴Z1的同步运动；预测操作步骤如下：

(1)建立连续展成磨削数学模型

采用具有标准渐开螺旋面的ZⅠ型蜗杆砂轮对圆柱齿轮进行磨削，ZⅠ型蜗杆砂轮表示公式如下：

式(1)中：R_w为ZⅠ型蜗杆砂轮的表达式；ξ为渐开线参数，无量纲；τ为螺旋线参数，无量纲；r_w为蜗杆砂轮参考圆半径，单位为mm；p_w为蜗杆砂轮导程参数，单位为mm；Δz_w为齿槽距离，单位为mm；

使用ZI型蜗杆砂轮对圆柱齿轮进行磨削时，机床砂轮径向进给轴X1、砂轮切向进给轴Y1、砂轮轴向进给轴Z1、砂轮主轴B1、工作台回转轴C1进给量表示为随时间变化的函数公式如下：