[發明專利]齒輪磨削中的自動測量與離散角度最佳對刀法及裝置

有效

• 申請號: 201310293876.5
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103394769A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 胡東紅;劉澤錦;張玲;王平江;郭琳
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: B23F23/00
• 分類號: B23F23/00;B23Q15/22
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 丁齊旭

技術領域

本發明屬于齒輪磨削加工領域，具體涉及齒輪磨削中的自動測量與離散角度最佳對刀法及裝置。

背景技術

齒輪磨削無論是采用成型磨削還是展成法磨削，首先都需要完成對刀，即令齒輪旋轉到某一合適角度，然后開始磨削。一般來說，砂輪對某一齒槽精確對刀，以此為基準，每旋轉角度，就可以對準相鄰齒槽。這樣，對刀一次，即可以此為基準，開始對齒輪的所有齒槽進行磨削加工。

如圖1所示，第1個齒槽A的起始邊沿角為θ₁₁，終止邊沿角為θ₁₂，記為(θ₁₁,θ₁₂)；第2個齒槽(齒槽A右邊相鄰齒槽)的起始邊沿角和終止邊沿角記為(θ₂₁,θ₂₂)，同理，第i個齒槽的起始邊沿角和終止邊沿角記為(θ_i,1,θ_i,2)。

通過對刀過程，旋轉齒輪轉臺，令砂輪對準第1個齒槽起始邊沿角和終止邊沿角正中間位置，將該角度記為對刀角度顯然，以角度α₁為基準，砂輪可以實現對第1個齒槽進行磨削。

讓齒輪轉臺逆時針旋轉角度，到達角度位置，則砂輪對準第2個齒槽，即第2個齒槽的起始邊沿角θ₂₁位于砂輪左側，第2個齒槽的終止邊沿角θ₂₂位于砂輪右側，此時，砂輪可以實現對第2個齒槽的磨削。

同理，讓齒輪轉臺旋轉到角度位置，則第i個齒槽的起始邊沿角θ_i1位于砂輪左側，第i個齒槽的終止邊沿角θ_i2位于砂輪右側。此時，砂輪可以實現對第i個齒槽的磨削。

如圖3所示，所有齒槽的起始邊沿角和終止邊沿角(θ₁₁,θ₁₂)、(θ₂₁,θ₂₂)、...、(θ_i,1,θ_i,2)、...、(θ_n-1,1,θ_n-1,2)、(θ_n,1,θ_n,2)分別隨齒輪轉臺旋轉到角度后，這些齒槽的起始邊沿角和終止邊沿角分別位于角度位置。由于前道工序齒輪加工的誤差，各齒槽的起始邊沿角度和終止邊沿角度離散地分布在砂輪左側和砂輪右側。

因此，對第1個齒槽進行磨削時，通過對刀保證了齒槽的起始邊沿角度θ₁₁和終止邊沿角度θ₁₂位于砂輪左右兩側等距離位置。但是，在對后續第i（i=2、3、...、n）個齒槽進行磨削加工時，并不能保證砂輪對準第i個齒槽的起始邊沿角度和終止邊沿角度(θ_i,1,θ_i,2)的正中央。這樣，某些過度偏向左側的齒槽起始邊沿和某些過度偏向右邊的終止邊沿可能無法被砂輪磨削加工，從而導致齒輪工件報廢。

為了解決齒輪齒槽起始邊沿角和終止邊沿角沿齒輪圓周存在的偏差引起的偏差，國外一些數控系統采用一種“平均對稱平面”方法，該方法的原理是對所有齒槽（也可以選取相鄰角度大致相等的若干個齒槽，例如，相距120度的三個齒槽，相距90度的4個齒槽或者相距60度的6個齒槽等等）通過旋轉齒輪轉臺，讓砂輪逐次對準這些齒槽的中心位置并記下角度值，然后取這些角度的平均值作為對刀基準位置。從數學上看，就是計算旋轉后的起始邊沿角的平均值和旋轉后的終止邊沿角的平均值，然后取二者的中間值作為砂輪對刀的基準角度。由此，使得砂輪在磨削加工中，盡量位于所有齒槽的中間位置，確保所有齒槽的起始邊沿和終止邊沿都得到有效的磨削。

“平均對稱平面”方法的對刀基準角度兼顧了齒槽起始邊沿角和終止邊沿角沿齒輪圓周的位置偏差。但是，在實際齒輪磨削加工中，只要有某一個齒槽的某一個邊沿沒有被正常磨削，那么這個齒輪就會報廢。因此，真正影響磨削加工的是所有齒槽在磨削時，起始邊沿角度最偏左的齒槽和起始邊沿角度最偏右的齒槽。從數學上看，就是所有起始邊沿角度中的最小值和所有終止邊沿角度的最大值因此，只要砂輪在磨削時，既可以對第j個齒槽的起始邊沿進行磨削，又可以對第k個齒槽的終止邊沿進行磨削，那么，就可以保證砂輪對其他所有齒槽的起始邊沿和終止邊沿進行磨削。

因此，最佳的對刀基準角度應該是而不是“平均對稱平面”方法中的

發明內容