一種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部將其離散成一系列的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線，再?gòu)脑撨B續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線的一端到另一端將其離散成一系列的離散點(diǎn)；然后將連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線上的每?jī)上噜忞x散點(diǎn)擬合；采用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行螺旋面加工或測(cè)量，使刀具或量具以上述擬合得到的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線為軌跡，從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部完成整個(gè)螺旋面的加工或測(cè)量。本發(fā)明適用于各種齒形的圓柱蝸桿齒面、圓錐蝸桿齒面、環(huán)面蝸桿齒面和鼓形蝸桿齒面，以及其他任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的齒面車削加工與誤差檢測(cè)，解決了復(fù)雜螺旋面對(duì)專用機(jī)床的依賴問(wèn)題，具有通用性強(qiáng)、成本低、效率高及精度高的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】-種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械加工與測(cè)量領(lǐng)域，特別是屬于任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工與檢 測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 回轉(zhuǎn)體螺旋面是構(gòu)成各種蝸桿、螺桿及凸輪等齒面的基本元素。在多數(shù)情況下，回 轉(zhuǎn)體螺旋面具有變螺距、變齒形及變齒厚的特點(diǎn)，需要專用設(shè)備或改造現(xiàn)有機(jī)床才能完成 該類零件的齒面加工與檢測(cè)，這種加工及檢測(cè)方法通用性差、加工成本高、效率低及精度低 等不足。
[0003] 隨著數(shù)控技術(shù)和刀具材料的發(fā)展，淬火后的硬車技術(shù)、硬齒滾齒技術(shù)及硬齒切齒 技術(shù)等逐步在軸承滾道加工、漸開線齒輪滾齒及弧齒錐齒輪切齒等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng) 用，代替了原有的磨削精加工工藝。而現(xiàn)有的螺旋面加工方法中的精加工仍以展成法磨削 加工為主，存在機(jī)床復(fù)雜、成本高及效率低等不足。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋 面的加工及檢測(cè)方法，解決了現(xiàn)有螺旋面加工與檢測(cè)方法需要采用專用機(jī)床加工，成本高， 效率低的技術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根 部將其離散成一系列的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線，再?gòu)脑撨B續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線的一端到另一端將其離散 成一系列的離散點(diǎn)；然后將連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線上的每?jī)上噜忞x散點(diǎn)擬合；采用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)連 續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行螺旋面加工或測(cè)量，使刀具或量具以上述擬合得到的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線 為軌跡，從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部完成整個(gè)螺旋面的加工或測(cè)量。
[0007] 進(jìn)一步，所述刀具為雙尖點(diǎn)車刀，在具有工件回轉(zhuǎn)功能及刀具能沿工件軸向和徑 向移動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)上可對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行加工。
[0008] 進(jìn)一步，所述量具為球狀測(cè)頭，在具有工件回轉(zhuǎn)功能及量具能沿工件軸向和徑向 移動(dòng)的齒輪測(cè)量中心上可對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行誤差檢測(cè)。
[0009] 進(jìn)一步，所述連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面為圓柱蝸桿齒面、圓錐蝸桿齒面、環(huán)面蝸桿齒面或 鼓形蝸桿齒面。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：適用于各種齒形的圓柱蝸桿齒面、圓錐 蝸桿齒面、環(huán)面蝸桿齒面和鼓形蝸桿齒面，以及其他任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的齒面車削加 工與誤差檢測(cè)，解決了復(fù)雜螺旋面對(duì)專用機(jī)床的依賴問(wèn)題，具有螺旋面加工機(jī)床一機(jī)多用、 通用性強(qiáng)、成本低、效率高及精度高的特點(diǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】 toon] 圖1為本發(fā)明所涉及的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的坯體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2為本發(fā)明所涉及的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的離散原理圖。
[0013] 圖3為本發(fā)明所涉及的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工原理圖。
[0014] 圖4為本發(fā)明所涉及的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的檢測(cè)原理圖。
[0015] 其中，1為任意連續(xù)曲線為母線的復(fù)雜螺旋面，2為螺旋面上的螺旋線，3為螺旋線 上的離散點(diǎn)，4為切斷車刀，5為測(cè)頭。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 一種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0017] 1.確定加工及檢測(cè)軌跡：從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部將其離散成一系列 的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線，再?gòu)脑撨B續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線的一端到另一端將其離散成一系列的離散點(diǎn)； 最后將連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線上的每?jī)上噜忞x散點(diǎn)擬合，從而得到加工及檢測(cè)軌跡。
[0018] 2.采用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行螺旋面加工或測(cè)量，使刀具或量具以上 述擬合得到的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線為軌跡，從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部完成整個(gè)螺旋面 的加工或測(cè)量。
[0019] 下面以結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020] -.任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工方法
[0021] 參見圖1和圖2,在任意連續(xù)曲線為母線的復(fù)雜螺旋面1的固連坐標(biāo)系中，可將其 表示為：
[0022] f (u, v) = 0 (1)
[0023] 式（1)中，U為螺旋面在其直徑方向的變化參數(shù)，V為螺旋面在其圓周方向的變化 參數(shù)。
[0024] 從復(fù)雜螺旋面1的齒頂?shù)烬X根，將復(fù)雜螺旋面1離散為一系列的連續(xù)螺旋線2,在 固連坐標(biāo)系中可表示為： /(Μ, V) =0
[0025] ^ , Λ (2)
[0026] 從螺旋線2的一端到另一端，將其離散為一系列的離散點(diǎn)3,該離散點(diǎn)3的坐標(biāo)值 可表不為：
[0027] (Xij, Yij, Zij) (3)
[0028] 式（3)中，下標(biāo)i表示螺旋面1上的螺旋線2的編號(hào)，下標(biāo)j表示螺旋線2上離散 點(diǎn)3的編號(hào)。
[0029] 每條螺旋線2上的相鄰兩離散點(diǎn)3之間進(jìn)行擬合，擬合后的螺旋線可表示為：
[0030] f ζ ( Θ ) = 〇 (4)
[0031] 如圖3所示，在具有工件回轉(zhuǎn)功能及刀具能沿工件軸向和徑向移動(dòng)的數(shù)控設(shè)備 (如通用車削中心）上，利用主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)C、刀架橫向移動(dòng)Z及刀架縱向移動(dòng)X，按下列程 序進(jìn)行三軸聯(lián)動(dòng)，切斷車刀4的左右兩刀尖分別在左右側(cè)螺旋面1上走過(guò)一條上述擬合得 到的連續(xù)螺旋線2。
[0032] GOl XAxij ZAzij CAcij (5)
[0033] 式（5)中，八&_為兩相鄰離散點(diǎn)3之間的徑向差值，八~為兩相鄰離散點(diǎn)3之間 的軸向差值，Λ 為兩相鄰離散點(diǎn)3之間的極角差值。
[0034] 從復(fù)雜螺旋面1的頂部逐步車削至螺旋面根部，根據(jù)離散間距的大小，可以加工 出不同粗糙度的復(fù)雜螺旋面1。
[0035] 二.任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的誤差檢測(cè)方法
[0036] 如圖4所示，在通用齒輪測(cè)量中心上，利用工件回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)C、測(cè)頭5在中間平面內(nèi)徑 向移動(dòng)X和軸向移動(dòng)Ζ，通過(guò)程序控制其三軸聯(lián)動(dòng)，并按式（4)走出一條理論連續(xù)螺旋線2， 并從復(fù)雜螺旋面1頂部逐步測(cè)量至復(fù)雜螺旋面1根部，完成整個(gè)復(fù)雜螺旋面1的掃略。 [0037] 完成螺旋面數(shù)據(jù)掃略后，利用下位機(jī)并結(jié)合測(cè)量螺旋面的相關(guān)特性對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn) 行測(cè)頭半徑補(bǔ)償、齒形匹配及誤差判定等處理，進(jìn)而完成復(fù)雜螺旋面1的誤差檢測(cè)。
[0038] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體方法， 凡在本發(fā)明的思想和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等實(shí)施，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，其特征在于： 從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部將其離散成一系列的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線，再?gòu)脑撨B續(xù) 回轉(zhuǎn)螺旋線的一端到另一端將其離散成一系列的離散點(diǎn)；然后將連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線上的每?jī)?相鄰離散點(diǎn)擬合；采用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行螺旋面加工或測(cè)量，使刀具或量 具以上述擬合得到的連續(xù)回轉(zhuǎn)螺旋線為軌跡，從連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的頂部到根部完成整個(gè) 螺旋面的加工或測(cè)量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，其特征在于：所 述刀具為雙尖點(diǎn)車刀，在具有工件回轉(zhuǎn)功能及刀具能沿工件軸向和徑向移動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)上 對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行加工。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，其特征在于：所 述量具為球狀測(cè)頭，在具有工件回轉(zhuǎn)功能及量具能沿工件軸向和徑向移動(dòng)的齒輪測(cè)量中心 上可對(duì)連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面進(jìn)行誤差檢測(cè)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的任意連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面的加工及檢測(cè)方法，其特征在于：所 述連續(xù)回轉(zhuǎn)體螺旋面為圓柱蝸桿齒面、圓錐蝸桿齒面、環(huán)面蝸桿齒面或鼓形蝸桿齒面。
【文檔編號(hào)】B23Q17/20GK104384621SQ201410457861
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】張光輝, 陳永洪, 羅文軍 申請(qǐng)人:張光輝, 陳永洪