[發明專利]一種數控內齒強力珩齒機的珩削力預測方法

有效

• 申請號: 202010996859.8
• 申請日: 2020-09-21
• 公開（公告）號: CN112059323B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 夏鏈;蔣泓;韓江
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B23F5/02
• 分類號: B23F5/02;B23F23/00
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發明涉及一種數控內齒強力珩齒機的珩削力預測方法，屬于機械加工制造技術領域。應用對象為數控內齒強力珩齒機，操作步驟如下：1、根據待加工齒輪參數和內齒強力珩齒機加工工藝確定珩齒加工參數，設計珩齒加工正交實驗，通過珩齒加工正交試驗獲取各試驗參數組合下的實際珩削力；2、采用歸一化數據處理方法對試驗數據預處理，獲取訓練樣本集，選擇BP神經網絡模型對訓練樣本集數據進行迭代訓練，建立珩削力預測模型；3.將已建立珩削力的預測模型用于珩削力預測，并與珩齒試驗實際珩削力數值進行誤差比較。本發明實現了珩齒加工時的珩削力預測，可有效提高珩齒加工精度，避免加工參數選擇不當造成材料浪費。

技術領域

本發明屬于機械加工制造技術領域，具體涉及一種數控內齒強力珩齒機的珩削力預測方法。

背景技術

內齒強力珩齒工藝是用齒輪狀的珩磨輪與工件間呈一定軸交角嚙合并自由或者強制滾動，由珩磨輪表面磨粒對工件齒面的材料余量進行去除的一種新型齒輪精加工方式。珩齒加工不僅能提高齒輪精度，改善齒輪表面質量，其最大的特點是能在齒輪表面產生網格化的加工紋理，較磨齒工藝產生的條紋紋理，大大降低了齒輪副運轉產生的噪聲和振動，能夠有效防止齒輪副在高速運轉過程中因過熱發生齒輪膠合，更能適應現代工業發展對高精高速齒輪的要求。

隨著新能汽車行業的快速發展，新能源汽車中變速箱齒輪轉速已經達到10000r/min以上，對齒輪加工精度和表面質量的要求也越來越高，珩齒技術應用日益廣泛。實際加工中過大的珩削力會引起齒輪齒面變形，降低齒輪疲勞強度，甚至會導致齒面產生裂紋，而過小的珩削力會導致齒輪表面加工不完全，單次切除余量小，需要經過多次往復珩削，費時費力，而珩削力的大小又取決于珩齒加工參數組合。

目前對珩削力的預測、檢測主要有兩種方法：其一是根據是低速磨削經驗公式建立的珩削力指數預測模型，該模型雖然計算方便，但其準確性不穩定；其二是通過在實際珩齒加工過程中，由于珩齒機內部的測力儀，可以直接讀出機床操作面板上珩削力的大小，該方法雖然準確性較高，但是只能在實際加工中得出，且只針對特定參數的齒輪，不具有普適性，不能在加工前就對珩削力大小進行預估，而且通過試驗檢測珩削力，會使珩磨輪磨損加劇，增加了更換珩磨輪的頻率，珩磨輪單價較高，提高了加工成本。

發明內容

為了在珩齒加工前就能預測珩削力的大小，本發明提供了一種數控內齒強力珩齒機的珩削力預測方法。

一種數控內齒強力珩齒機的珩削力預測方法，所述珩削力預測方法適用于數控內齒強力珩齒機，數控內齒強力珩齒機包括七個數控軸，分別為：珩磨輪旋轉軸C1、工件旋轉軸C2、珩磨輪徑向進給軸X、珩磨輪軸向進給軸Z1、工作臺移動軸Z2、軸交角調整軸A、鼓形加工和錐度修形軸B，操作步驟如下：

(1)根據待加工齒輪參數和內齒強力珩齒機加工工藝確定珩齒加工參數，設計珩齒加工正交實驗，通過珩齒加工正交試驗獲取各試驗參數組合下的實際珩削力；

(2)采用歸一化數據處理方法對珩齒加工正交試驗的試驗數據預處理，獲取訓練樣本集，選擇BP神經網絡模型并輸入訓練樣本集數據進行迭代訓練，建立珩削力預測模型；所述試驗數據為珩齒加工正交試驗的試驗參數和驗參數組合下的實際珩削力；

(3)將已建立的珩削力預測模型用于珩削力預測，與珩齒加工試驗實際珩削力數值進行誤差比較，驗證珩削力預測模型的準確性，由誤差百分比衡量，其中F_{實際珩削力}表示珩齒機操作面板上采集的珩削力實際值，F_{預測珩削力}表示珩削力預測模型計算得到的珩削力預測值，η數值越小說明預測模型越準確。另選珩齒加工正交試驗之外的至少三組珩齒加工數據，驗證該珩削力預測模型的準確性。

進一步限定的技術方案如下：

步驟(1)中，所述珩齒加工參數分別為：工件轉速n_c2為800～1800r/min、珩磨輪徑向進給量f_x為2～8μm/次、珩磨輪軸向進給速度f_z為60～200mm/min；