[發明專利]一種盤類齒輪成型磨齒自適應加工方法

有效

• 申請號: 201710193715.7
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106944680B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 朱月;鄢萍;蔣林
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B23F5/02
• 分類號: B23F5/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

1.一種盤類齒輪成型磨齒自適應加工方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)將待加工齒輪以工作臺旋轉軸線為中心平放在工作臺上；

2)通過檢測儀器檢測齒輪中心孔某高度橫截面對應的截面圓上若干點與工作臺旋轉軸線的距離；根據該高度下得到的若干點與工作臺旋轉軸線的距離擬合出該高度截面圓對應的圓心；

3)改變中心孔高度，重復步驟2)，擬合得到不同高度下截面圓對應的圓心；

4)將不同高度下截面圓對應的所有圓心進行擬合，得到對應的直線，該直線構成齒輪中心孔軸線；

5)以齒輪中心孔軸線作為Z軸建立齒輪軸線坐標系；

6)計算齒輪軸線坐標系內坐標轉換至工作臺坐標系坐標的轉換公式；

7)將加工設備數控程序中每個齒槽在齒輪軸線坐標系中的坐標通過轉換公式轉換為在工作臺坐標系內的坐標，工作臺坐標系內的坐標為實際加工坐標；

8)計算每個齒槽實際加工坐標下砂輪需要調整的轉角和擺角；

9)在加工每個齒槽前，將該齒槽對應砂輪需要調整的轉角和擺角調整到位，然后進行加工；加工結束后，再將砂輪按反方向調整以回到加工該齒槽前的狀態；

10)重復步驟9)，直到將所有齒槽加工完畢。

2.根據權利要求1所述的盤類齒輪成型磨齒自適應加工方法，其特征在于：所述步驟2)中檢測儀器為工業相機或千分表。

3.根據權利要求1所述的盤類齒輪成型磨齒自適應加工方法，其特征在于：工作臺坐標系為S1:OXYZ，齒輪軸線坐標系為S2:O'X'Y'Z'；齒輪裝夾到工作臺上時，以工作臺端面作為工作臺坐標系S1的XOY面，以旋轉軸線作為Z軸，O為Z軸和工作臺端面的交點，Y軸與其中一個齒槽e₁對稱中心線相交，若齒槽e₁對稱中心線為曲線，該曲線在齒輪下端面處的切線方程表示為空間直線L₀，若齒槽e₁對稱中心線為直線則直接表示為空間直線L₀，空間直線L₀表達式如公式(1)所示:

式中x、y、z——x軸、y軸、z軸坐標值；

a₀、b₀、c₀、d₀——空間直線L₀直線方程系數。

4.根據權利要求3所述的盤類齒輪成型磨齒自適應加工方法，其特征在于：步驟2)根據該高度下得到的若干點與工作臺旋轉軸線的距離擬合出該高度截面圓對應的圓心的步驟為：設該高度截面圓上需要求取距離的點為m個且均勻選取，在與X軸夾角為2π/m處獲取第一個數據距離，記為α₁，與X軸夾角為4π/m處獲取第二個距離數據，記為α₂，以此類推，與X軸夾角為2π處獲取第m個距離數據，記為α_m，每個距離數據和對應的角度形成一組數據，共形成m組數據，該m組數據構成矩陣，記為：

將矩陣中每組數據中的距離數據和對應的角度分別作為ρ'和θ'代入公式(2)，使用最小二乘法即可擬合圓心極坐標(ρ,θ)；

(ρ')²+ρ²-2ρρ'cos(θ-θ')＝r² (2)

式中ρ——極坐標圓心位置極徑；

θ——極坐標圓心位置極角；

ρ'——圓形輪廓線極徑；

θ'——圓形輪廓線極角；

r——圓形輪廓線半徑值；

圓心極坐標(ρ,θ)通過公式(3)即可轉換為平面直角坐標；

再結合該截面圓所在平面高度z，即可獲得該截面圓圓心在空間直角坐標系中的坐標為，C＝(x,y,z)。