滚齿加工误差补偿技术的实验研究

根据滚齿加工误差的原因,提出滚齿加工误差补偿方案。在此基础上,对滚齿加工误差的综合补偿技术进行了实验研究。实验结果表明,采用这里提出的滚齿加工误差综合补偿方案可使加工齿轮的运动精度提高２～４级,工作平稳性精度提高１～３级。     

数控成形磨齿机床身导轨温升与齿面误差补偿

为减小大型数控成形磨齿机床身导轨的热误差、提升齿轮加工精度,研究了导轨温升与齿面加工误差之间的关系及误差补偿方法。以某大型数控成形磨齿机为分析对象,采用多元线性回归—最小二乘法原理,建立了床身导轨温升与砂轮位置偏差的数学补偿模型;结合成形磨削基本原理,建立了砂轮与齿面的接触线方程以及成形磨削斜齿轮的齿面修形模型,最终得到导轨温升与齿面误差的补偿模型,并进行了成形磨齿加工热误差补偿实验。结果表明,该误差模型补偿精度高、实用性强、可靠性好,能够提高齿面加工精度三级以上。所提出的误差补偿模型和方法对促进成形磨齿机加工精度的进一步提升具有重要的指导意义和参考价值。     

滚齿机热误差补偿技术研究

通过对滚齿机的热误差源进行综合分析及温度测点的优化布置,充分利用齿轮加工过程中测得的误差数据,采用最小二乘法建立了滚齿机的热误差数学模型,研制了滚齿机热误差补偿的硬件系统,利用该系统在Y3150K型滚齿机上进行了误差补偿实验,实验结果表明,实施热误差补偿后,齿轮加工精度提高2级以上,补偿效果明显。     

基于CATIA的高精度滚齿加工仿真与精度验证

现有滚齿加工仿真方法难以遵循实际加工参数,且未对仿真所获模型进行有效的齿面精度测量,因此无法为实际滚齿加工作出有效指导,为此提出一种高精度的滚齿加工仿真与精度验证方法.基于Catia设计平台,通过Catia内平移、旋转、布尔运算等命令结合二次开发功能,经提取包含主运动与展成运动特征的初步齿槽模型,后将初步齿槽模型与齿坯进行垂直进给运动的模拟切削,完成了高精度的滚齿加工仿真.通过建立标准齿面点集对仿真模型齿面进行精度测量,得到了仿真齿面的误差分布,且所得仿真模型中最高齿面精度误差在1μm以下,验证了滚齿加工仿真方法的正确性与仿真模型精确性.     

基于谐波分解的滚齿加工齿距误差在机补偿方法研究

为提高齿轮的滚齿加工精度,提出了一种基于谐波分解的滚齿加工齿距误差在机补偿方法。利用在机测量系统对含有加工余量的齿轮进行齿距累积偏差的测量,得到齿距累积偏差曲线;根据离散傅里叶变换求取齿距累积偏差曲线的幅值谱和相位谱,通过所求得的幅值谱和相位谱求解误差补偿量,以加工程序(NC程序)的形式输入数控系统;通过控制滚刀和工件之间的啮合关系,从而实现齿轮齿距累积偏差的在机补偿。通过VeriCut进行的齿轮加工仿真结果表明,该方法可以减小被加工齿轮的齿距累积偏差,使滚齿加工的齿距加工精度提高2-3个精度等级。     

滚齿工艺系统刚度研究

通过对YKX3132型滚齿机加工工艺系统的刚度进行分析研究，得到机床工艺系统的刚度计算公式。这对于滚齿切削用量的选择、滚齿加工误差的补偿、滚齿机床的设计与制造、提高齿轮滚切精度有一定的参考意义。     

螺旋锥齿轮精密数控加工误差补偿策略

为了更好地实现螺旋锥齿轮精密数控加工,结合螺旋锥齿轮加工特点,在欧式线性空间中建立了数控加工模型及误差补偿模型。补偿模型为二级补偿机制,以齿面误差作为判断依据,通过对机床安装调整误差的补偿和加工过程中运动误差的补偿及时修正加工质量。由此,通过逐齿动态补偿,使得加工过程中机床误差得到修正,齿面加工精度得到提升。经仿真实验验证,该方法可实现连续轨迹运动中的多轴协调,有效提高螺旋锥齿轮数控加工机床的加工精度。     

谐波齿轮大变位柔轮滚齿成形机理及误差分析

文中基于滚齿仿真计算研究大变位齿轮成形机理,分析柔轮齿面理论加工误差值及产生原因,为滚齿工艺参数选择提供指导,以改善大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数化方程,并结合滚齿参数及滚齿时滚刀和工件相互运动关系建立变位齿轮滚切成形数学模型,基于滚齿多刃切削成形特征建立齿面理论加工误差评价模型进行滚齿加工误差仿真计算,还进行了滚齿加工试验验证仿真计算的正确性。对大变位柔轮滚齿成形过程及产生的齿面拓扑误差、齿形和齿向误差进行仿真计算发现：增大滚刀长度可有效减小因齿顶处切削不足而产生的加工误差,计算得到完全切削的滚刀最小长度;减小滚刀轴向进给量可显著减小齿面误差,计算得出齿向误差最大值与滚刀轴向进给量的关系曲线。     

YK3150E数控滚齿机误差补偿技术研究

以YK3150E数控滚齿机床为研究对象,通过多体系统理论研究法,得到机床的拓扑结构,利用低序体阵列对其进行数字化表述;根据所得拓扑结构分析计算相邻部件产生的误差,结合坐标变换建立误差几何模型,通过变系数微分法,对几何模型进行误差解耦,最终求得机床各轴的误差补偿量。根据所得到的误差补偿量,对齿轮加工精度进行修正,提高了齿轮精度。     

滚齿机床热变形对加工精度的影响

滚刀与工件的相对位置是由工件与刀具的有关参数确定的。滚齿加工时，滚削热的作用造成机床的床身和立柱产生变形，进而使刀具与工件的相对位置和转角产生误差。刀具与工件间相对位置的变化，必然对加工的齿轮精度产生影响。掌握机床热误差对刀具与工件间的相对位置的影响规律，对于从硬件上改善机床设计，或从软件上利用数控补偿的方法减小加工误差，有着重要的理论和实际意义。     

大螺旋角齿轮齿向误差的补偿方法

我厂承担苏尔寿公司RL56、RN68机中的大螺旋角齿轮(图1)加工,虽然在加工中,考虑到有关因素的影响,采取了相应的工艺措施,但由于螺旋角太大,滚齿结果保证不了齿形和齿向精度的要求。为此,我们对加工误差的来由进行了分析,采取了误差补偿方法,保证了齿形和齿向精度。     

滚削齿轮的齿形误差推定

滚齿作为高生产率的加工方法,在渐开线圆柱齿轮加工中得到广泛的应用,滚削齿轮的各精度项目中,最难于保证的往往是齿形精度。随着滚齿机精度的不断提高,在影响滚削齿轮齿形精度的众多因素之中,滚刀的几何精度和安装精度所占的比例越来越大,甚至起决定性的作用.滚刀精度对滚削齿轮齿形精度的影响,常常是很复杂的.同一把滚刀当创成刀齿位置不同或其安装误差不同时,加工齿轮的齿形误差可有一较大的变化范围。若能简便地由滚刀误差推定滚削齿轮的齿形误差,或有目的地适当词整滚刀的安装误差,对于提高滚齿加工精度和加强滚齿加工质量管理是十分有利的.为此目的,本文提出了由滚刀几何误差和安装误差计算滚削齿轮齿形误差的方法。通过微型计算机编制程序,此方法可在生产现场中方便地应用.     

谐波齿轮大变位柔轮滚齿误差分析及滚刀设计

基于滚齿仿真计算研究大变位柔轮成形机制,分析其齿面理论加工误差值及产生原因,重新设计滚刀以提高大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数方程,根据滚刀与工件的几何参数及加工参数确定滚刀与工件相互位置和空间运动关系,进行滚齿切削仿真;根据滚刀多刃切削的成形特点,建立齿面理论加工误差评价模型,对滚齿误差进行仿真计算;基于滚齿加工时滚刀与齿轮法向基节相等原理,重新设计滚刀以减小滚齿齿面偏差。研究发现,标准滚刀加工齿数较多的大变位柔轮时,会因滚刀切削刃数不足而在齿顶处出现欠切削,致使加工误差大;模数、压力角不同于标准滚刀的新滚刀仅需较少切削刃即可实现大变位柔轮的完全切削,且齿面加工误差比标准滚刀完全切削齿面时产生的加工误差略小。研究结果可为大变位柔轮滚齿精度控制研究及滚刀参数选择等提供重要参考。     

基于AutoLisp的滚齿仿真及误差分析

滚齿仿真常用的方法为迭代法，计算方法复杂且难度较大，无法模拟实际滚齿误差，并且滚齿加工有不可逆转特性，因此滚齿误差严重影响工件质量及生产进度。基于AutoLisp仿真平台，采用模拟实际加工状态及加工参数的方法实现滚齿仿真，通过更改计算过程中刀具或工件参数达到模拟加工中各种误差的目的，并通过实际加工检测证明该方法的正确性与仿真模型的精确性。结果证明，使用该方法指导生产加工可以提高齿轮加工精度和生产效率。     

渐开线齿轮加工过程中的大周期误差研究

基于齿轮误差理论,对渐开线齿轮大周期误差进行研究。大周期误差属于低频,主要包括滚齿加工中的几何偏心、运动偏心和它们的合成与补偿,以及在插齿加工中的插齿刀的偏心误差。研究表明,对于滚齿加工来说,几何偏心对左、右齿面产生的啮合线误差等于该齿面上的径向与切向之和;运动偏心对左右齿面产生了一个大小相等且方向相反的误差且误差曲线是正弦曲线;几何偏心而不是运动偏心对齿廓径向误差有影响;可以引入几何偏心去补偿运动偏心。     

高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传递模型

高速干切滚齿工艺消除了切削油/液的使用,是一种绿色高效的齿轮制造工艺。切削热伴随着高速干切滚齿工艺全过程且区别于传统湿式滚切工艺,是造成干切滚刀磨损和机床热变形的重要因素,直接影响制造成本和加工精度。根据干切滚刀周期性断续传热特性,综合考虑切削热在切屑、工件、干切滚刀、冷却介质以及滚齿机床加工空间的传递规律,提出将高速干切滚齿工艺系统切削热的发生与传递全过程划分为三个阶段的研究思想,从关系模型和热传递方程两个层面建立了高速干切滚齿工艺系统切削热全过程传热模型,包括切削接触界面热传递、切削区域热传递和机床加工空间热传递三个阶段的模型,然后基于工艺仿真试验对所建模型进行了应用研究,揭示了高速干切滚齿工艺系统的切削热在工件、干切滚刀、切屑中的动态变化规律,最后通过试验验证了模型的有效性。     

滚刀几何误差与齿轮几何精度的映射规律研究

高精度齿轮是高端装备满足高速、重载、冲击、低噪声(静音)等极端环境要求的必要支撑,为提高滚齿加工精度,实现部分“以滚带磨”,降低加工成本,针对滚刀几何误差与齿轮几何精度之间的定量映射规律研究不足,分别开展考虑机床运动精度的滚刀齿廓误差、滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差、基节误差之间的定量映射规律研究。通过产形齿条法,由渐开线滚刀齿廓方程包络生成齿轮齿廓方程。依据微分几何、包络原理,建立滚刀齿廓误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射关系模型;建立滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射规律模型。并根据齿轮齿廓误差与齿轮基节误差间的几何关系,计算得到上述因素对基节误差的映射规律。依据高斯分布规律,建立在考虑机床运动误差影响下,上述三种主要的滚刀误差对齿轮齿廓误差、齿轮基节误差的综合影响规律模型。最终通过仿真,并与实际加工经验进行对比,验证上述模型方法的正确性。从而揭示出滚齿加工过程中考虑机床运动误差的滚刀误差与影响齿轮主要几何精度的齿廓误差、基节误差的本质规律。为滚切更高精度的齿轮副打下理论基础。     

硬齿面滚齿的精度分析

随着硬齿面齿轮生产的日益扩大,硬质合金滚刀的应用也日益广泛.用硬质合金滚刀加工淬硬齿轮,其用途不外乎两种:一是作为高精度齿轮磨齿前的半精加工;另一是普通精度齿轮的直接(或珩齿前的)精滚加工.对于磨齿齿轮,成品的精度由磨齿保证。对于精滚齿轮和珩齿齿轮,其精度则主要取决于滚齿加工。因此,分析硬齿面滚齿过程的误差特性及加工精度,对于淬硬齿轮的质量有直接意义。本文对影响硬齿面滚齿加工精度的几个特殊因素进行分析,并介绍一些提高硬齿面滚齿精度的措施。     

硬齿面齿轮精密热滚挤加工技术研究

由低温形变热处理工艺原理,提出了热滚挤技术,集热处理形变表面强化和滚挤工艺为一体,实现滚切后齿轮的高效精密光整成形加工,满足制造高质量的齿面组织性能和高精度几何形状齿轮的要求.文中阐明了齿轮热滚挤的工艺原理,并建立了啮合点的运动模型和轮齿双面受力变形模型,作为探讨轮齿滚挤形变机理的基础.考虑瞬时啮合刚度的影响,对轮齿表面的塑性变形进行了仿真计算,模拟结果与实验结果有较好的一致性.最后针对轮齿加工误差提出了基于接触点运动模型的滚模齿形修正补偿方法.     

基于电子齿轮箱的内啮合强力珩齿同步误差补偿方法研究

电子齿轮箱作为一种特殊的多轴联动控制技术,是齿轮展成加工机床数控系统中的控制核心,其同步控制精度决定齿轮加工精度。内啮合强力珩齿作为一种重要的齿轮精密加工工艺,其展成加工精度很大程度上由电子齿轮箱的控制精度决定。文章结合强力珩齿加工的运动学模型,建立了内啮合强力珩齿的电子齿轮箱模型,将强力珩齿加工各运动轴跟踪误差的相对差值定义为同步误差,并将其映射到齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差上;提出一种基于电子齿轮箱的同步误差补偿控制方法,建立了同步补偿控制模型;在d SPACE半实物多轴运动仿真平台上,进行内啮合强力珩齿加工的运动控制实验。实验结果表明：所提出的基于电子齿轮箱的同步误差补偿方法可以有效降低内啮合强力珩齿的同步误差。