基于自动编程系统的大型滚齿机热误差补偿

为降低大型数控滚齿机热误差,提高滚齿机加工精度,基于西门子数控系统与自动编程系统,提出一种数控滚齿机热误差补偿方法与系统.针对某型号大型数控滚齿机,利用模糊聚类法对热误差补偿温度变量进行优选,采用多元回归—最小二乘法,建立了滚齿机滚刀和工件主轴中心距热误差与温度关系的补偿模型,并在该大型数控滚齿机加工过程中进行了热误差补偿试验.结果显示,滚齿机滚刀与工件主轴中心距热误差值降低了约77.89％,齿轮加工精度提高了1～2级,表明所建立的热误差补偿模型精度高,所提出的滚齿机热误差补偿方法与系统具有实用价值.     

大型滚齿加工热误差补偿技术的试验与研究

通过对数控滚齿机热误差源的综合分析,阐述了机床热变形对滚齿加工精度的影响,采用信息熵聚类分析及多元回归建模方法,建立了热误差模型,并利用该模型在YKW31320数控滚齿机上进行热误差补偿实验,结果表明,实施热误差补偿后,齿轮加工精度明显提高。     

零传动滚齿机热态建模与误差综合分析

在研究零传动数控滚齿机结构和热变形机理的基础上,运用线性回归法对该齿轮加工机床的两主轴在各个方向上的热变形进行了热态建模,并把模型的补偿结果与试验结果进行了对比;然后结合齿轮加工精度要素,对热态误差模型进行了综合分析,得出了影响齿轮加工精度的三项误差.试验结果表明,该模型与试验具有良好的一致性.最后提出了减小热变形影响加工精度的几种方法.     

干切滚齿机热变形误差模型及其误差补偿技术研究

针对YDE3120CNC干切滚齿机床,运用热传导形成温度梯度原理、金属材料热膨胀原理、材料力学中梁的伸长和弯曲变形理论基础,分析了该机床热变形误差,并提出了一种滚刀与工件主轴相对位移热变形误差数学模型。在此基础上研制了一套用于干切滚齿机热变形误差补偿系统,利用该系统从间接和直接的角度测量出滚刀与工件主轴相对位移,然后进行热变形误差补偿实验。通过该实验,验证了该机床热变形误差数学模型的正确性及可靠性,为干切滚齿机床在线热变形误差检测及补偿打下了基础。     

滚齿机热变形分析与误差检测新方法

对滚齿机加工热变形现象及热变形对齿轮加工精度的影响进行分析和讨论。提出了一种滚齿机热误差的新型检测方案,该方案可全面、有效地检测出热变形引起的滚刀与加工工件位置偏差现象,这对滚齿机热变形分析及误差检测有重要的理论和实际意义。     

基于概率神经网络的蜗杆砂轮磨齿机径向热误差建模

径向热误差直接影响蜗杆砂轮所磨削的齿轮M值,是热误差中的关键因素。为此提出了一种基于概率神经网络的热误差补偿方法。利用模糊C均值聚类选取温度变量,采用概率神经网络建立了齿轮M值与温度关系的补偿模型,在数控蜗杆砂轮磨齿机上进行了补偿实验验证。结果显示,补偿后齿轮M值误差从0.06mm降到0.01mm以内,表明该模型用于热误差补偿具有较高的精度。通过与其他模型进行比较,验证了该模型的稳定性和可行性。     

零传动滚齿机几何误差和热误差综合建模

几何误差和热误差是零传动滚齿机的主要误差.在研究零传动滚齿机结构的基础上,分析产生几何误差的主要原因和误差来源,以此建立了几何误差模型;然后分析产生热误差的主要因素,并结合几何误差模型,将热误差反映在几何误差坐标系上,根据坐标变换建立了几何误差和热误差的综合模型,为研究零传动滚齿机误差补偿方法提供了依据.     

数控滚齿机几何误差建模与分析

基于多体系统理论对数控滚齿机进行了结构分析,得到了数控滚齿机的拓扑结构;分析研究了相邻体的运动关系,根据相邻体的运动关系,结合数控滚齿机的拓扑结构,得出了数控滚齿机的几何误差模型;对所得到的几何误差模型进行解耦,获得了数控滚齿机各轴独立的补偿量。研究结果为数控滚齿机几何误差补偿的实现奠定了基础。     

滚齿工艺系统刚度研究

通过对YKX3132型滚齿机加工工艺系统的刚度进行分析研究，得到机床工艺系统的刚度计算公式。这对于滚齿切削用量的选择、滚齿加工误差的补偿、滚齿机床的设计与制造、提高齿轮滚切精度有一定的参考意义。     

滚齿机传动误差的微机控制补偿系统的研究

本文提出应用微机控制步进电机对滚齿机的传动误差进行补偿。由此研制的一整套硬件接口、软件以及相应的机床改装结构与ＴＰ８０１－Ｂ型单板机配套使用，成功地在Ｙ３１８０Ｅ型滚齿机上得到应用。实验证明，可使补偿后的齿轮加工运动精度提高１～２级。     

Research on thermal deformation of large-scale computer numerical control gear hobbing machines

Research on thermal deformation of large-scale computer numerical control (CNC) hobbing machines is on the purpose of obtaining the law of thermal deformation of gear hobbing machines to improve machining precision. According to the structure characteristics of hobbing machines, this paper presents a novel computing model of thermal deformation based on the theory of the thermal expansion deformation of metallic materials, the extensional beam theory, non-uniform temperature distribution of the Euler-Bernoulli beam and Kirchhoff theory of plane-section assumption. Then, the coupling theory of axial and bending deformation of hobbing machines based on the deformation element and equilibrium element method is proposed. The experimental measurement system and platform for thermal deformation of gear hobbing machines is established. The temperature and displacement data of thermal deformation of a certain type gear hobbing machine is analyzed, which has demonstrated the law of thermal deformation of hobbing machines. The locus curves for overall displacement error of cutting points and teeth trace error are obtained. Comparing deformation theory and experimental data, the relative error is lower than 5%, which verifies the computing model proposed by this paper, and shows the research method has great significance for structural optimization, local temperature control, and prediction and compensation for thermal deformation error of gear hobbing machines.     

零传动滚齿机热特性的试验研究

在零传动滚齿机中,工件主轴的径向热变形严重影响工件的齿向加工精度,而滚刀主轴的轴向和径向热变形对工件的齿距偏差和齿向偏差都产生很大的影响。从试验的角度研究工件主轴和滚刀主轴的热变形,最后根据试验提出从结构优化和热误差补偿两方面来研究机床热变形的控制技术。     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

基于齿面位姿-几何误差模型的大规格滚齿机关键误差识别

为研究影响大规格滚齿机加工精度的关键几何误差,提出了一种基于齿面位姿-几何误差模型结合Sobol法的机床关键几何误差识别方法。首先,基于齐次坐标变换理论,建立了刀具位姿-几何误差模型,通过求解滚齿双参数包络方程,获得了加工齿面接触迹点坐标值,建立了机床齿面位姿-几何误差模型;然后,考虑几何误差的随机性和互耦性,利用Sobol法对该模型进行敏感性分析,计算了几何误差的敏感度系数以识别出关键几何误差;最后,进行了关键几何误差虚拟仿真修正和对比验证。研究结果表明,所提方法能有效识别大规格滚齿机的关键误差项。     

An adaptive parameter optimization model and system for sustainable gear dry hobbing in batch production

Gear hobbing technology is one of the most widely used forming processes of gear teeth. And the development of dry hobbing technology provides a solution for realizing productive, economical, and ecological gear production. Since there is no cutting oil for cooling and lubrication in dry hobbing process, the hob tool life, thermal deformation errors of machine tool, and quality of workpiece are sensitive to the cutting parameters, especially the cutting speed and tip chip thickness. Considering this situation, a dry hobbing parameters optimization model with the hobbing efficiency as our objective, and the hobbing cost per piece, gear quality, tact time as constraints was established, in which the cutting speed and tip chip thickness were considered as optimal variables and the material of workpiece, coating of hob, and feed rate were considered comprehensively. An iterative test method is proposed to solve this model. And for the application in automated production line, an online adaptive application system was also developed based on SINUMERIK 840D NC system. The parameters of five different kinds of material gear were optimized by applying this model and system, and the result showed the model and the system were practical.

     

滚齿机复合材料滑动导轨磨损性能

为了掌握滚齿机复合材料滑动导轨磨损性能,在振动爬行原理、Reynolds理论及复合材料滑动导轨工况参数的基础上,建立了复合材料滑动导轨稳定磨损阶段的磨损深度随磨损时间变化关系模型,提出了磨损深度测试方案,成功研制出复合材料滑动导轨磨损测试试验机。运用滚齿机复合材料滑动导轨样件进行了磨损试验,分析了复合材料滑动导轨磨损深度的试验与理论数据,揭示了复合材料滑动导轨磨损规律。理论数据与试验数据相比较,两者相对误差低于5%,验证了理论研究的正确性,表明该研究可为滚齿机复合材料滑动导轨的油槽结构、油槽几何参数及油膜承载能力的优化设计与导轨选型提供有益参考。     

基于硬件在环的滚齿机数控系统的开发

运用硬件在环技术在沈阳机床厂开发的i5数控系统平台上进行了滚齿机数控系统的开发。采用SolidWorks软件建立了滚齿机的三维模型,并利用Virtuos建立了滚齿机控制系统模型,从而构建了硬件在环仿真系统。经过数控加工程序仿真验证,结果表明,可大大提高数控系统的开发效率,降低开发风险。     

电子齿轮箱精度控制与实验研究

研究了电子齿轮箱的实现原理及其在数控系统中的实现方法,从几何角度分析了齿轮展成法加工误差产生的原因,并推导出电子展成误差的计算公式。建立了电子齿轮箱仿真模型,通过对模型的仿真分析和优化,计算得到了该控制模型的电子展成误差。将该模型用于六轴数控系统实验平台,在空载条件下分析了电子展成误差。最后将自主研发的带电子齿轮箱的滚齿数控系统应用于YS3118数控滚齿机,通过齿轮加工及检测证明了该电子齿轮箱的控制精度满足齿轮的加工要求。     

准渐开线齿廓的滚切法成形理论研究

本文分析了标准渐开线齿形误差产生的各个因素,对其中“运动量参数”的影响因素,建立了定量关系式。在此基础上,推导了基于滚切法成形任意齿廓的ＣＮＣ运动控制模型。为ＣＮＣ滚齿机滚切成形任意齿廓,提供了理论基础 。