專利名稱：一種提高齒距累積加工精度的周期易位磨齒工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬于齒輪及齒輪刀具精密制造技術領域，涉及ー種提高被加工齒輪或齒輪刀具齒距累積加工精度的周期易位磨齒エ藝。
背景技術：
分度精度是齒輪或齒輪刀具制造精度中的最重要的指標之一。其中齒距累積總偏差Fp是齒輪國家標準GB/T 10095. 1-2008和齒輪國際標準IS01328-1:1995中規定的四項必檢項目之一。采用創新設計的高精度分度裝置可顯著提高被磨齒輪或齒輪刀具的齒距累積加工精度。例如，中國發明專利[ZL200910309243. 2]公布了ー種可實現1_0級單ー齒距和齒距累積加工精度的磨齒機用高精度端齒自動裝置，這也是迄今為止所報道的具有最高齒距加工精度的分度裝置。由于制造成本和知識產權等方面的問題，該發明專利尚未進行·產業化。除了采用高精度的分度裝置外，創新的加工エ藝亦能提高被磨齒輪或齒輪刀具的齒距累積加工精度，且具有成本低，操作簡便等優點。然而，在改善齒距加工エ藝方面，未見有相關專利文獻。
發明內容
為提高被磨齒輪或齒輪刀具的齒距累積加工精度，本發明提供了一種在現有磨齒設備上即可采用的周期易位磨齒エ藝方法。本發明的技術方案如下目前常用磨齒機的分度裝置有渦輪蝸桿式、分度盤式和步進電機直驅式等幾種類型。不管采用何種分度系統，被磨齒輪齒距累積總偏差曲線中常常包含有某種周期的諧波分量。例如分度元件的安裝偏心，即分度系統的運動偏心會使被磨齒輪或齒輪刀具的齒距累積誤差曲線呈現一次諧波變化趨勢。假如分度元件的徑向位置可調，則可以通過調整分度元件的徑向位置進行誤差補償；假如分度元件的徑向位置不可調或調整精度低于可控精度，則齒距累積誤差曲線中的一次諧波分量不可避免。該諧波分量屬于分度系統的固有誤差，且與分度元件的轉角位置相對應。通過調整分度元件相對于齒坯的相對安裝轉角，利用分度裝置累積誤差曲線相干涉的原理，再加工被磨齒坯中具有相對加工余量的某些齒，并控制再加工的進給量或參與再加工的齒數，可達到減小被磨齒輪或齒輪刀具距累積總偏差的目的。這就是本發明提出的提高齒距累積加工精度的周期易位磨齒エ藝。一次易位的周期應為諧波分量的半個周期，控制參與再加工的齒數應為總齒數的一半或控制再加工磨削余量為諧波分量的幅值A的2倍。N次易位的周期為被磨齒輪齒距累積總偏差曲線中諧波分量周期的IパN+1);每次參與再加工的齒數為總齒數的1/(N+1)。手動機床便于采用參與再加工的齒數控制加工余量，數控機床便于直接根據諧波分量的幅值確定加工余量。理論上一次周期易位最大可減小50%的諧波分量，兩次周期易位最大可減小75%的諧波分量，三次周期易位可最大可減小85%的諧波分量。采用周期易位磨齒エ藝齒距累積加工精度的改善效果如圖I所示。
本發明提供的周期易位磨齒エ藝其有益效果在于，不需要増加任何附加裝置，在現有手動和數控磨齒設備上均可采用；磨齒操作中僅增加了エ件與分度元件相對安裝位置的調整與控制，操作簡便。應用本發明提供的周期易位磨齒エ藝，可在已有磨齒エ藝基礎上減小40%左右的齒距累積總偏差，使被磨齒輪的齒距累積加工精度提高1-2個等級(GB/T10095. 1-2008);即便應用高精度的分度裝置，采用本發明提供的周期易位磨齒エ藝亦能進一步提高被磨齒輪或齒輪刀具的齒距累積加工精度。
圖I (a)是一次周期易位改善效果示意圖。圖1(b)是兩次周期易位改善效果示意圖。
具體實施例方式
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首先采用現有的磨齒エ藝完成齒面的精加工，并測量被磨齒輪或齒輪刀具某組齒面的齒距累積總偏差。然后利用最小二乗法擬合出齒距累積偏差曲線中的諧波分量(多數為正弦波)，并確定該諧波分量的周期T與幅值A。根據被加工齒輪或齒輪刀具的精度要求，選擇一次或多次周期易位磨齒エ藝。隨著周期易位次數的増加，提高齒距累積加工精度的效果越來越不明顯。因此，周期易位的次數最好不超過三次。若采用一次周期易位，將齒坯相對于對分度元件轉動T/2后進行再加工，并控制參與再加工的齒數達到總齒數的一半或控制加工余量為諧波分量的幅值的2倍，即2A ;若采用兩次周期易位，將齒坯相對于對分度元件轉動2T/3后進行兩次再加工，并控制每次參與再加工的齒數達到總齒數的2/3或控制加工余量為3A/2。
權利要求
1.一種提高齒距累積加工精度的周期易位磨齒工藝，其特征在于，通過調整齒坯與分度元件的相對轉角位置，利用分度裝置系統累積誤差曲線相干涉的原理，再加工被磨齒坯中具有相對加工余量的某些齒。
2.如權利要求I所述的周期易位磨齒工藝，其特征在于，采用一次或多次周期易位來實現；一次易位的周期為被磨齒坯齒距累積總偏差曲線中諧波分量的半個周期，控制參與再加工的齒數為總齒數的一半或控制加工余量為諧波分量幅值J的兩倍次易位的周期為被磨齒坯距累積總偏差曲線中諧波分量周期的1/0V+1)，控制每次參與再加工的齒數為總齒數的1/0V+1)。
全文摘要
本發明公開了一種提高齒距累積加工精度的周期易位磨齒工藝，是通過調整齒坯與分度元件的相對轉角位置，利用分度裝置系統累積誤差曲線相干涉的原理，再加工被磨齒坯中具有相對加工余量的某些齒；一次易位的周期為被磨齒坯齒距累積總偏差曲線中諧波分量的半個周期；參與再加工的齒數為總齒數的一半；N次易位的周期為被磨齒坯距累積總偏差曲線中諧波分量周期的1/(N+1)；每次參與再加工的齒數為總齒數的1/(N+1)。本發明可在已有磨齒工藝基礎上減小40%左右的齒距累積總偏差，使被磨齒輪的齒距累積加工精度提高1-2級。本發明提供的易位磨齒工藝可在現有磨齒設備上使用，具有成本低、操作簡便和提高齒距累積加工精度效果明顯，具有很好的應用價值與市場前景。
文檔編號B23F23/08GK102784970SQ20121027967
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者凌四營, 婁志峰, 王曉東, 王立鼎, 馬勇 申請人:大連理工大學