一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置及其方法制造方法及图纸

一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置及其方法，所述提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置包括驱动齿轮旋转的数控转台，包括测量使用的测头，包括加工使用的砂轮，包括使砂轮和测头移动的X轴，包括使砂轮和测头移动的Y轴，包括使砂轮和测头移动的Z轴，还包括机床机械结构和数控系统。一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法，包括加工的步骤，包括测头测量的步骤，包括补偿齿距误差的步骤。本发明专利技术完全基于机床已有的机械结构和数控系统，可大幅避免数控转台的回转误差和不确定因素对加工时齿距精度的干扰，可低成本、高精度的提高磨齿齿距精度。高精度的提高磨齿齿距精度。高精度的提高磨齿齿距精度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置及其方法


[0001]本专利技术属于齿轮加工补偿领域，具体涉及一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置及其方法。

技术介绍

[0002]大规格高精度的齿轮被广泛应用于风电、船舶、重型机械等高端装备中，在使用过程中直接影响着机械设备的使用性能和可靠性；随着对于机械设备的使用寿命、可靠性、传动的稳定性等提出了更高的要求，对齿轮制造设备的精密性也提出了更高的要求。大型数控成形磨齿机可以为齿轮加工提供更高的精密性，但对于齿轮的测量常常采用在机测量的方式，且通常是在加工完成以后再进行测量。
[0003]机床在加工过程中会受到各种因素的影响而产生误差，对于齿轮的齿距精度，主要影响齿轮传动的平稳性和传动精度，其主要因素为转台的回转精度不够，目前常采用的方式是在加工完成以后测量齿距误差，对其进行补偿，但这种方法费时费力，且补偿效果往往差强人意。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是针对大型齿轮的单齿距偏差提供边补偿边加工的方式，提供一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置及其方法
[0005]本专利技术的突出优点在于：本专利技术的测量系统可大幅降低转台的回转精度对于齿距偏差的影响，且采用边加工边测量的方式进行补偿，可实时的避免其他不确定因素的干扰，提高补偿的效果。本专利技术应用范围广，可在所有大型齿轮加工机床(滚齿机、铣齿机和磨齿机)上使用。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置，包括机床的数控转台(2)、机床床身(1)、机床的X轴(8)、机床的Y轴(6)、机床的Z轴(7)、位于机床头部的测头(4)以及加工齿轮所用的砂轮(5)，还包括机床的电气装置和控制系统，齿轮(3)装夹在机床的转台(2)上，随着转台(2)一起转动，测头(4)位于机床磨头的端部，可跟随机床沿着X轴(8)和Y轴(6)进行移动，测头(4)和砂轮(5)位于机床的磨头位置，X轴(8)、Y轴(6)、Z轴(7)均由机床的电气装置和数控系统进行控制。
[0008]一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法，包括如下步骤：
[0009]步骤a.包括加工的步骤：
[0010]步骤b.包括测头(4)测量的步骤：
[0011]步骤c.包括补偿齿距误差的步骤。
[0012]所述步骤a包括以下步骤：
[0013]步骤a1.将齿轮(3)装夹在数控转台(2)上，并进行对中；
[0014]步骤a2.转动数控转台(2)将砂轮(5)和齿轮(3)进行对刀，使砂轮(5)的中心、齿轮
(3)的中心和所加工齿槽1的中心处于同一直线；
[0015]步骤a3.加工齿槽1；
[0016]步骤a4.加工完成后砂轮(5)沿着X轴(8)负方向进行移动，并将转台(2)转动360/z使齿槽2处于待加工位置，z为齿轮齿数。
[0017]所述步骤b包括以下步骤：
[0018]步骤b1.将测头(4)伸出并移动测头(4)，为使测头(4)在未测量时与齿轮(3)发生干涉，将测头(4)末端沿着Y轴(6)正方向移动rb*sin(360/z)至齿槽1的中心处；
[0019]步骤b2.移动机床X轴(8)和Y轴(6)，使测头(4)沿着齿轮(3)分度圆弧的方向进行移动；
[0020]步骤b3.测量齿槽1的右齿面，记录下此时测头(4)的坐标(x1,y1)；
[0021]步骤b4.再将测头(4)移动至齿槽1的左齿面，记录下测头(4)的坐标(x2,y2)。
[0022]所述步骤c包括以下步骤：
[0023]步骤c1.将齿槽1左齿面和右齿面两个测量点与转台(2)中心连线，计算出与X轴(8)的夹角，对于位于左齿面的测量点，其夹角θ1＝arctan((y1
‑
y0)/(x1
‑
x0))，右齿面测量点所对应的夹角大小θ2＝arctan((y2
‑
y0)/(x2
‑
x0))；
[0024]步骤c2.根据θ1和θ2计算出转台(2)所转过的实际角度为(θ1+θ2)/2；
[0025]步骤c3.齿轮(3)在加工过程中理论转过的角度为360/z；
[0026]步骤c4.对实际偏转角和理论偏转角进行求差Δθ＝(θ1+θ2)/2
‑
360/z；
[0027]步骤c5.若Δθ大于0，则说明转台(2)所转的角度大于实际值，在加工齿槽2时，将砂轮(5)沿着Y轴(6)正方向进行移动，移动的距离为Δθ*rb；
[0028]步骤c6.重复步骤a中的步骤a3、步骤b中步骤b1到步骤b4以及步骤c中的步骤c1到步骤c5，直至加工完成所有的齿槽。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术的提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法完全基于齿轮加工机床已有的条件，不需要额外添加机械结构和控制系统，可以低成本地提高大型齿轮磨齿齿距精度。
[0031]本专利技术可大幅规避转台的回转误差以及机床的不确定因素带来的误差对齿距精度的影响。
[0032]本专利技术的提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法简单可靠，装置操作方便，整个过程可通过数控系统的编程实现，实现全自动化。
[0033]本专利技术的提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法可以应用于所有大型齿轮加工机床中。
附图说明
[0034]图1为本专利技术的加工与测量装置示意图。
[0035]图2为测量开始时测头的测量位置和测量方式示意图。
[0036]图3为实时测量和加工的步骤示意图。
[0037]图4为根据测量结果进行补偿的流程图。
[0038]图中：1为机床床身、2为数控转台、3为齿轮、4为测头、5为砂轮、6为Y轴、7为Z轴、8为X轴。
[0039]具体实施方法
[0040]下面结合附图对本专利技术做进一步描述：
[0041]实施例一。
[0042]图1表示为加工与测量装置示意图，这个装置由数控转台2、机床床身1、机床的X轴8、机床的Y轴6、机床的Z轴7、位于机床头部的测头4、加工齿轮所用的砂轮5，还包括机床的电气装置和控制系统，齿轮3装夹在机床的转台2上，随着转台2一起转动，测头4位于机床磨头的端部，可跟随机床沿着X轴8和Y轴6进行移动，X轴8、Y轴6、Z轴7均由机床的电气装置和数控系统进行控制。
[0043]在对齿距精度进行补偿之前，需要对加工的齿轮进行实时测量，获得补偿的根据。为了提高补偿的效果，需要满足的要求有：测头在测量时需要先移动到被测齿槽的中间，防止与齿轮发生干涉；齿轮与转台在加工之前需要严格对中，防止后续补偿时产生误差；测头在测量已加过的齿槽时，需要在分度圆圆弧上进行测量。
[0044]然后编写G代码数控程序，按照图3所示的加工测量流程运行，图3中1、2、3分别表示齿轮中三个相邻的齿。
[0045]实施例二。
[0046]加工与测量流程如下：
[0047]一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的装置，其特征是包括机床的数控转台(2)、机床床身(1)、机床的X轴(8)、机床的Y轴(6)、机床的Z轴(7)、位于机床头部的测头(4)以及加工齿轮所用的砂轮(5)，还包括机床的电气装置和控制系统，齿轮(3)装夹在机床的转台(2)上，随着转台(2)一起转动，测头(4)位于机床磨头的端部，可跟随机床沿着X轴(8)和Y轴(6)进行移动，测头(4)和砂轮(5)位于机床的磨头位置，X轴(8)、Y轴(6)、Z轴(7)均由机床的电气装置和数控系统进行控制。2.一种提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法，其特征是包括如下步骤：步骤a.包括加工的步骤：步骤b.包括测头(4)测量的步骤：步骤c.包括补偿齿距误差的步骤。3.根据权利要求2所述的提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法，其特征是所述步骤a包括以下步骤：步骤a1.将齿轮(3)装夹在数控转台(2)上，并进行对中；步骤a2.转动数控转台(2)将砂轮(5)和齿轮(3)进行对刀，使砂轮(5)的中心、齿轮(3)的中心和所加工齿槽1的中心处于同一直线；步骤a3.加工齿槽1；步骤a4.加工完成后砂轮(5)沿着X轴(8)负方向进行移动，并将转台(2)转动360/z使齿槽2处于待加工位置，z为齿轮齿数。4.根据权利要求2所述的提高大型齿轮磨齿齿距精度的方法，其特征是所述步骤b包括以下步骤：步骤b1.将测头(4)伸出并移动测头(4)，为使测头(4)在未测量时与齿轮(3)发生干涉，将测头(4)末端沿着Y轴(6)正方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，彭加兵，魏方，孙小敏，谢陇陇，
申请(专利权)人：南京工大数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：