大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮齿廓偏差的影响

以Y7125磨齿机为例,分析了大平面砂轮的修整质量,尤其是砂轮磨削面锥形误差对齿轮齿廓倾斜偏差和齿廓形状偏差的影响,并给出了数学表达式及误差补偿方法。分析结果表明:磨削面锥形误差对齿廓倾斜偏差的影响99%以上可以通过调整头架安装角进行补偿;补偿后的残余齿廓形状偏差从齿宽中截面向两端面逐渐增大;减小砂轮磨削面锥形误差,加工较小齿宽的齿轮并选择较小的头架安装角等措施可以提高被磨齿轮的齿廓精度。     

蜗杆砂轮位置变化对展成磨齿齿面偏差的影响

圆柱齿轮展成磨齿过程中,不同的蜗杆砂轮位置误差对齿面磨削精度的影响不同。应用双参数包络理论建立了蜗杆砂轮展成磨削的数学模型,分析了齿面的啮合迹线分布规律。通过含蜗杆砂轮位置误差的齿面偏差计算模型计算齿轮的端面廓形误差。通过对比分析得到齿廓偏差、齿厚偏差与砂轮位置变化规律,为分析展成磨齿误差来源和提高蜗杆砂轮展成磨齿精度提供了理论依据。     

砂轮修整对成形磨齿齿廓偏差的补偿

为了提高成形磨齿齿轮的精度,研究了一种通过修整砂轮廓形来补偿齿廓偏差的方法。首先说明了研究此方法的必要性,然后介绍了此方法的原理:用三次B样条曲线对齿形测量数据点进行拟合,求出拟合后的曲线方程,并在此基础上建立了真实的齿面方程求解模型,提出了针对齿廓偏差补偿的用于计算砂轮截形的假想齿面方程。基于同一个齿轮不同齿的测量数据,可得到不同的砂轮截形,为此将所有的砂轮截形组成线族,对线族中的离散点采用最小二乘法进行拟合,拟合之后的砂轮截形为补偿齿廓偏差的最佳截形。最后,通过实验试磨分析,加工出的齿轮经测量齿廓偏差由5级精度提高到了3级精度,并且同时补偿了齿廓倾斜偏差与齿廓形状偏差。     

砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响的分析

在对圆柱线齿轮进行磨削加工时,机床精度以及砂轮和圆柱线齿轮工件之间的相对位置等因素都会对线齿轮齿形和接触线精度造成影响。为了提高线齿轮磨削加工后接触线的精度,对圆柱线齿轮成形磨削方法进行研究,并且对磨削过程中砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律进行分析。首先,根据圆柱线齿轮设计理论推导出圆柱线齿轮的齿面方程;其次,根据圆柱线齿轮的结构特点提出圆柱线齿轮成形磨削方法,并且推导出成形砂轮的轴向截面廓形;再次,推导出磨削加工过程中成形砂轮位置在存在偏心误差、轴向误差以及倾斜误差情况下的圆柱线齿轮误差齿面方程,并且运用Mathematica软件分析砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律;最后,运用VERICUT加工仿真平台对圆柱线齿轮进行磨削加工仿真,并且将仿真结果与理论计算结果进行对比,验证了砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响规律分析的正确性。研究内容和分析结果可为圆柱线齿轮成形磨削过程中各项砂轮位置参数的调整提供可靠的理论参考。     

极坐标法测量齿廓偏差的坐标系建立误差补偿

为提升极坐标法测量渐开线齿廓偏差的精度,研究了坐标系建立误差补偿,构建了极坐标法测量齿廓偏差的测量模型和坐标系建立误差补偿模型.以ISO 0级精度齿轮为例,借助齿轮测量中心的数字孪生体和物理平台进行了仿真和实验研究,分析了坐标系建立误差对齿廓偏差的影响,并对齿廓偏差进行误差补偿.研究表明,坐标系建立误差对极坐标法测量齿廓形状偏差的影响可忽略不计,对齿廓总偏差和齿廓斜率偏差均有显著影响;坐标系建立误差补偿的方向对齿廓偏差有不同影响,其中X方向的坐标系建立误差对其影响最显著;提出的误差补偿方法可使齿廓偏差达到不加载坐标系建立误差时的0级精度,为提升齿廓偏差的测量精度提供了有效途径.     

Reduction of cumulative pitch deviation for gears in grinding machines

为了减小齿轮磨削加工中的磨床系统分度误差,提高齿轮加工精度,分析了齿轮磨床分度误差、齿轮安装偏心和齿轮齿距偏差之间的关系,获得了分度误差的计算方法,并计算出了齿轮磨床的分度误差.依据计算得到的分度误差值调整磨床,降低磨床分度误差,减小齿轮齿距累积偏差,提高了齿轮加工精度.以Y7125大平面砂轮磨齿机床为例验证了提出方法的可行性.建立了齿轮安装偏心和齿廓偏差的数学模型,求出了齿轮安装偏心的幅值和相位角,然后由齿轮安装偏心、磨床分度误差和齿轮齿距偏差的关系得到磨床的分度误差值.根据计算得到的分度误差值调整磨床分度盘,使磨床的分度误差从17.7 μm减少为3.3μm,被加工齿轮的齿距累积总偏差由46.9 μm降低到11.5 μm,齿距精度达到三级.验证结果表明,按照这种方法调整磨床可以快速有效地降低磨床的系统分度误差,从而降低齿轮的齿距累积偏差.     

降低齿轮齿距累积偏差的方法

为了减小齿轮磨削加工中的磨床系统分度误差,提高齿轮加工精度,分析了齿轮磨床分度误差、齿轮安装偏心和齿轮齿距偏差之间的关系,获得了分度误差的计算方法,并计算出了齿轮磨床的分度误差。依据计算得到的分度误差值调整磨床,降低磨床分度误差,减小齿轮齿距累积偏差,提高了齿轮加工精度。以Y7125大平面砂轮磨齿机床为例验证了提出方法的可行性。建立了齿轮安装偏心和齿廓偏差的数学模型,求出了齿轮安装偏心的幅值和相位角,然后由齿轮安装偏心、磨床分度误差和齿轮齿距偏差的关系得到磨床的分度误差值。根据计算得到的分度误差值调整磨床分度盘,使磨床的分度误差从17.7μm减少为3.3μm,被加工齿轮的齿距累积总偏差由46.9μm降低到11.5μm,齿距精度达到三级。验证结果表明,按照这种方法调整磨床可以快速有效地降低磨床的系统分度误差,从而降低齿轮的齿距累积偏差。     

插齿刀齿形角修正算法与精度探讨

出于研制高精度插齿刀的需要,分析了插齿刀齿廓偏差产生的原因及插齿刀齿形角修正的必要性,提出了一种基于齿廓倾斜偏差误差补偿的优化迭代算法。通过一组实例验证了使用该优化算法设计的插齿刀切齿时产生的残余齿廓偏差较传统插齿刀要小。研究结果表明优化设计后的插齿刀可提高被加工齿轮的齿廓精度,并使其齿顶和齿根处产生等量的自然修形量。     

斜齿轮成形磨削齿向修形齿面模型构造与误差评价

砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时,砂轮与齿轮之间的接触线时刻发生变化,其附加运动会使齿向一面产生“修形扭曲”,为此,提出一种高精度建立齿向修形齿面的方法。根据齿向修形原理,推导出成形磨齿的实际接触线方程;通过改变中心距的值,沿齿向得到多组接触线,使用NURBS曲面拟合,得到齿向修形齿面;对影响齿面精度的主要因素齿廓偏差和螺旋线偏差进行分析并提出误差评价模型。以鼓形修形斜齿轮为例,介绍齿向修形齿面构造全过程。磨齿实验验证了模型的准确性以及齿向修形齿面构造的高精度性。     

ZC1蜗杆齿廓测量测头对准误差修正

测头对准误差对齿轮测量中心ZC蜗杆齿廓偏差测量结果的影响较大,需要建立测头对准误差修正方法。基于ZC1蜗杆齿面方程,建立了蜗杆轴向齿廓测量误差模型,修正得到轴截面上齿廓测量点的轴向坐标,再依据精度标准评定得到蜗杆齿廓偏差,并分析了蜗杆的不同头数、模数和分度圆直径对蜗杆轴向齿廓测量误差的影响规律。在齿轮测量中心上开展了蜗杆轴截面齿廓测量实验,测头对准误差对齿廓形状偏差的影响较小;测头对准误差修正前后齿廓测量总偏差的最大差异由1.2μm降为0.2μm;齿廓形状测量偏差的最大差异由0.5μm降为0.3μm;齿廓倾斜测量偏差的最大差异由2.5μm降为0.4μm。该方法可有效减小齿轮测量中心测头对准误差对蜗杆轴截面齿廓偏差测量的影响。     

安装角偏差引起的成形磨齿齿形误差分析

成形磨削加工中砂轮与齿轮相对位置的偏差会引起齿形误差。在研究成形磨齿机加工原理的基础上,通过VERICUT加工仿真分析了砂轮安装角偏差对加工后齿形精度的影响。首先,根据齿轮啮合原理,对安装角偏差引起的齿形误差进行了理论计算;其次,基于VERICUT软件平台,设计了完整的砂轮修整和磨齿加工仿真流程,并建立了精确的模型,得到齿形误差的仿真结果;最后,通过仿真结果与理论计算的对比,验证了齿形误差分析的合理性。     

成形砂轮磨齿机齿形混合修形

介绍了成形砂轮磨齿机的几种齿形修形方法及混合修形技术在工程上的应用.混合修形将齿形修形,齿向修形在成形砂轮磨齿机上的生成方法分解为几种单独的简单修形,然后通过混合计算将几种简单修形融合成为一组较为复杂的修形方法.所介绍的方法可以将各种修形有效的根据操作人员的实际需求进行组合,比传统的修形方法(鼓形,K形)更为灵活,给操...     

Development of precise cylindrical grinding by ball centers: effect of dynamic stiffness on work profile

In high-precision cylindrical grinding, it is known that the accurate and inexpensive steel balls used instead of the cone centers enable accurate grinding of the work without the misalignments and the geometrical deviations of the center holes. The purpose of this study is to explain the supporting characteristics of these ball centers. In this article the work profile, supporting stiffness, and grinding force in grinding only are measured to investigate the stiffness effects on the ground profile. Moreover, the generation process of the work profile is addressed via both experimental and simulation analyses. The obtained main results are as follows: (1) The ball center enables detailed observation of the work profile, displacement, and grinding force during grinding. (2) The radial compliance of the work supporting system correlates well with the center hole profile. (3) The compliance has a strong influence on the work profile in grinding. (4) The amplitudes and the phases of the work profile components are formed at the beginning of the spark-out states.     

异型玻璃外廓检测及磨边加工技术的研究

在仿形原理的基础上,提出了一种异型玻璃外廓尺寸的检测方法,通过旋转运动与直线运动结合,将传感器采集信息进行数据处理和坐标变换后,获得待测异型玻璃外廓的尺寸,为外廓磨边加工的进行提供精确的运动轨迹.在此研究基础上,采用基于PC开放式数控方式,实现对异型玻璃外廓检测和磨边加工运动控制,并结合实际应用,从硬件设计、软件设计两个方面介绍了基于翠欧开放式运动控制器的异型玻璃外廓检测及磨边加工系统,最后进行了试验验证.     

砂轮偏心对单侧成形磨齿齿形误差的影响分析

为提高成形法加工齿轮时单齿侧磨削方式的加工精度,提出砂轮安装偏心误差对齿形误差的敏感方向计算方法。基于螺旋面成形加工原理,求解出成形砂轮与齿面的接触线,推导出砂轮廓形和齿形反求的计算公式;根据渐开线齿形的基本性质,计算出砂轮偏心误差引起的加工后齿形法向误差,讨论了砂轮偏心敏感方向与不敏感方向对该误差的影响。通过VERICUT仿真加工对该计算方法进行了验证。研究结果有助于完善数控成形磨齿机床的设计。     

圆磨转位式滚刀齿形误差分析及关键参数设计

分析了圆磨转位式滚刀齿形误差及影响因素,研究了该滚刀关键参数确定及设计方法.     

Creep feed profile grinding of Ni-based superalloys with ultrafine-polycrystalline cBN abrasive grits

This paper presents the grinding characteristics of a newly developed ultrafine-polycrystalline cBN abrasive grit in creep feed profile grinding of Nickel-based superalloys. Experiments for producing a rectangular-shaped groove on a flat surface in one pass by creep feed grinding have been carried out using the new polycrystalline cBN (PcBN-U) grit and a representative conventional monocrystalline cBN (McBN-B1) grit. The grinding forces in grinding with PcBN-U grits are reduced by 20 30% compared with McBN-B1 grits. When grinding with PcBN-U grits, both radial wear and profile wear are less, and hence the grinding ratio is around 4 times higher than that with McBN-B1 grits. The size of grit fracture during the grinding process with PcBN-U grits is smaller than that with McBN-B1 grits. It gives lower wheel wear rate and longer wheel life in grinding with PcBN-U than with McBN-B1.     

Intelligent control of precision thread grinding

This paper presents an intelligent control method for obtaining a leadscrew of higher lead accuracy in thread grinding. Leadscrews are important for machine tools or length measuring machines. With the development of CNC machine tools, leadscrews are required to have high-level precision. This paper describes an improved control method for closed-loop compensation in the thread grinding and analyses of instantaneous drive chain errors. To reduce such errors, a newly designed intelligent control system is constructed. As a result, a leadscrew with high pitch accuracy can be obtained.     

数控成形磨齿机砂轮截形计算

砂轮加工斜齿轮时,斜齿轮齿面法线与砂轮轴线相交。利用这一原理,首先根据斜齿轮方程,计算斜齿轮与砂轮的接触线,求得加工斜齿轮时的砂轮廓形;其次,考虑到实际加工砂轮时金刚轮半径的存在,对砂轮刃形部分和过渡曲线部分分别进行了半径补偿;最后,利用B样条曲线和de boor算法,根据插补步长要求,运用时间分割插补算法,得到金刚轮加工砂轮时的插补点,给出了计算实例,并对砂轮廓形进行了拟合。