一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可转位齿轮滚刀周边磨床磨削方法，基于渐开线的成型原理，提出了可转位齿轮滚刀渐开线基圆半径求解的数学模型，并结合可转位刀具周边刃磨床的磨削原理，建立了可转位齿轮滚刀磨削的数学模型，解决了可转位齿轮滚刀加工时使用圆弧拟合渐开线型面从而导致加工精度较低的问题

【技术实现步骤摘要】
一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法


[0001]本专利技术属于可转位刀具周边磨床加工领域，具体涉及一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法
。

技术介绍

[0002]可转位刀具作为一种先进刀具
,
具有高硬度
,
高耐用度
,
可快速更换
,
刀具寿命长
,
刀具使用成本低等优点
,
被广泛应用于切削加工中
。
随着工业技术的不断发展，可转位刀具的形状也在不断发展以适应各种高精度的加工要求，使得可转位刀具的特征变得越来越复杂
。
[0003]渐开线齿轮广泛的应用在齿轮副中，而滚齿加工是齿轮成型面加工方法中，生产效率较高
、
应用也较为广泛的齿形加工方法
。
但目前国内针对可转位齿轮滚刀磨削加工过的研究大多是采用圆弧拟合渐开线的方式进行磨削，从而导致加工出的齿轮存在一定的齿形误差，严重时会导致滚刀表面出现较为明显的拟合接痕，影响渐开线齿轮滚刀的表面精度，进而显著影响滚齿齿轮的加工精度
。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法，解决了现有可转位齿轮滚刀采用圆弧拟合的方法磨削制作，导致滚刀精度低
、
表面质量差，从而影响渐开线齿轮加工精度的问题
。。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法，包括以下步骤：
[0006]1)
通过
DWG
文件测量刀片数据；
[0007]2)
计算刀具渐开线段的基圆半径
r
b
；
[0008]3)
根据基圆半径
r
b
与刀具渐开线段在基圆上对应的位置关系，建立极坐标系，分别确定渐开线基圆极坐标系
、
刀具极坐标系的极点
、
极轴；；
[0009]4)
计算刀具渐开线段起点处的曲率半径
R
CS
，刀具中心与渐开线基圆中心间的距离
O
‑
O
’
；
[0010]5)
确定物理轴
B
轴每次旋转的分度，记为
BFD
，物理轴
B
轴按
BFD
旋转，得到物理轴
B
轴的当前角度
B
θ
＝
B
θ
+BFD
；
[0011]6)
判断物理轴
B
轴当前角度
B
θ
与刀具渐开线段起止点处切线夹角
θ3的大小，如果
B
θ
<
θ3，则跳转步骤
7)
；如果
θ3<B
θ
<
θ3+BFD
，则令
B
θ
＝
θ3，并跳转步骤
7)
；如果
B
θ
＝
θ3+BFD
，则跳转步骤
9)
；
[0012]7)
当
B
轴带动刀具旋转一个增量角
Δ
θ
时，计算该分度下刀具渐开线的曲率半径
R
C
Δθ
；
[0013]8)
在极坐标系
O
’‑
x
中，计算增量角
Δ
θ
时物理轴
X
轴的进给量，得到物理轴
X
轴对应的绝对坐标
X
Δθ
；
[0014]9)
将物理轴
B
轴当前角度
B
θ
、
物理轴
X
轴对应的绝对坐标
X
Δθ
写入系统可执行的点位文件；转步骤
5)
；
[0015]10)
将可执行点位文件中存放的数据发送至
CNC
系统，系统执行该点位文件，从而实现可转位齿轮滚刀的磨削
。
[0016]进一步地，上述步骤
1)
中的测量刀具数据具体包括：
[0017]取刀具渐开线上任意两点
M1、M2处的曲率半径为
R
C1
、R
C2
，做
M1、M2两点在渐开线上的切线
L1、L2，其夹角设为
θ2；分别做刀具渐开线起点处的切线
L3与法线
L5，取刀具中心
O
’
点到
L3与
L5的距离分别为
XS、YS
，取
L3与
L2之间的夹角为
θ1；做刀具渐开线终点处的切线
L4，取
L4与
L3之间的夹角，设为
θ3。
[0018]进一步地，上述步骤
2)
中刀具渐开线段的基圆半径
r
b
的计算包括以下内容：
[0019]任意两点
M1，
M2处的曲率半径
R
C1
，
R
C2
为：
[0020][0021]式中
φ
M1
、
φ
M2
分别为点
M1、M2处对应的基圆转角，由渐开线性质可知，对
φ
M1
、
φ
M2
有：
[0022][0023]因此，刀具渐开线段对应基圆的半径
r
b
为：
[0024][0025]其中
θ2为点
M1、M2处渐开线上的切线
L1、L2的夹角
。
[0026]进一步地，上述步骤
4)
中曲率半径
、
基圆中心间距离的计算包括以下内容：
[0027]刀具渐开线段起点处的曲率半径
R
CS
为：
[0028]R
CS
＝
R
C2
‑
r
b
*
θ1[0029]式中
R
C2
为刀具渐开线上任一点
M2处的曲率半径，
θ1为点
M2处切线
L2与渐开线起点处切线
L3间的夹角；
[0030]刀具中心与其渐开线基圆中心的距离
O
‑
O
’
为：
[0031][0032]α
＝
arctan((R
CS...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
通过
DWG
文件测量刀具数据；
2)
计算刀具渐开线段的基圆半径
r
b
；
3)
根据基圆半径
r
b
与刀具渐开线段在基圆上对应的位置关系，建立极坐标系，分别确定渐开线基圆极坐标系
、
刀具极坐标系的极点
、
极轴；
4)
计算刀具渐开线段起点处的曲率半径
R
CS
，刀具中心与渐开线基圆中心，即两极坐标系极点间的距离
O
‑
O
’
；
5)
确定物理轴
B
轴每次旋转的分度，记为
BFD
，物理轴
B
轴按
BFD
旋转，得到物理轴
B
轴的当前角度
B
θ
＝
B
θ
+BFD
；
6)
判断物理轴
B
轴当前角度
B
θ
与刀具渐开线段起止点处切线夹角
θ3的大小，如果
B
θ
<
θ3，则跳转步骤
7)
；如果
θ3<B
θ
<
θ3+BFD
，则令
B
θ
＝
θ3，并跳转步骤
7)
；如果
B
θ
＝
θ3+BFD
，则跳转步骤
9)
；
7)
当
B
轴带动刀具旋转一个增量角
Δ
θ
时，计算该分度下刀具渐开线的曲率半径
R
C
Δθ
；
8)
在极坐标系
O
’‑
x
中，计算增量角
Δ
θ
时物理轴
X
轴的进给量，得到物理轴
X
轴对应的绝对坐标
X
Δθ
；
9)
将物理轴
B
轴当前角度
B
θ
、
物理轴
X
轴对应的绝对坐标
X
Δθ
写入系统可执行的点位文件，转步骤
5)
；
10)
将可执行点位文件中存放的数据发送至
CNC
系统，系统执行该点位文件，从而实现可转位齿轮滚刀的磨削
。2.
如权利要求1所述的一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法，其特征在于，所述步骤
1)
中的测量刀具数据包括：取刀具渐开线上任意两点
M1、M2处的曲率半径为
R
C1
、R
C2
，做
M1、M2两点在渐开线上的切线
L1、L2，其夹角设为
θ2；分别做刀具渐开线起点处的切线
L3与法线
L5，取刀具中心
O
’
点到
L3与
L5的距离分别为
XS、YS
，取
L3与
L2之间的夹角为
θ1；做刀具渐开线终点处的切线
L4，取
L4与
L3之间的夹角，设为
θ3。3.
如权利要求1所述的一种可转位齿轮滚刀周边磨床控制方法，其特征在于，所述步骤
2)
中刀具渐开线段的基圆半径
r
b
的计算包括以下内容：任意两点
M1，
M2处的曲率半径
R
C1
，
R
C2
为：式中
φ
M1
、
φ
M2
分别为点

【专利技术属性】
技术研发人员：袁浩，王恒，张风麟，杨献春，周一波，靳鑫，袁咏仪，
申请(专利权)人：江苏威泽智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：